JP3009022B2 - 電池残存容量測定方法及びその装置 - Google Patents
電池残存容量測定方法及びその装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
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- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S320/18—Indicator or display
- Y10S320/21—State of charge of battery
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池残存容量測定方法及
びその装置に関し、特に電池の電流と電圧との相関が強
くないときの、残像容量の表示に関する。
びその装置に関し、特に電池の電流と電圧との相関が強
くないときの、残像容量の表示に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に電流と電圧というのは、図５に示
すように負の相関関係があるものであり、この相関関係
を利用して、例えば、特願平６−２００９５３号に記載
の電池残存容量測定装置は、概略以下の処理を実施して
いる。図６は従来の電池残存容量測定装置の動作を説明
するフローチャートである。特願平６−２００９５３号
においては、相関係数を判定した後に、最小二乗法によ
る近似直線を求めているが相関係数を求める前に、最小
二乗法による近似直線を求めてよいので、この方式とし
た場合を例としたフローとする。
すように負の相関関係があるものであり、この相関関係
を利用して、例えば、特願平６−２００９５３号に記載
の電池残存容量測定装置は、概略以下の処理を実施して
いる。図６は従来の電池残存容量測定装置の動作を説明
するフローチャートである。特願平６−２００９５３号
においては、相関係数を判定した後に、最小二乗法によ
る近似直線を求めているが相関係数を求める前に、最小
二乗法による近似直線を求めてよいので、この方式とし
た場合を例としたフローとする。
【０００３】図６に示すように、バッテリーの端子電圧
及び負荷に流れる電流を、例えば１ｍｓ間毎にサンプリ
ングして読み（Ｓ６０１）、例えば１０ｓ経過するまで
のデータを平均化して記憶し（Ｓ６０３）、この平均化
された電圧と電流（以下ちりばりデータという）を１０
０個得る（Ｓ６０５）。次に、電圧と電流のちりばりデ
ータより相関係数ｒを求め（Ｓ６０７），求めた相関係
数ｒが−０．９以下かどうかを判定し（Ｓ６０９）、−
０．９以下の場合は、あらかじめ決められている所定の
放電電流に対応する電圧値を算出し、この電圧値に換算
した電池残存容量を求め（Ｓ６１１）、表示を更新する
（Ｓ６１３）。
及び負荷に流れる電流を、例えば１ｍｓ間毎にサンプリ
ングして読み（Ｓ６０１）、例えば１０ｓ経過するまで
のデータを平均化して記憶し（Ｓ６０３）、この平均化
された電圧と電流（以下ちりばりデータという）を１０
０個得る（Ｓ６０５）。次に、電圧と電流のちりばりデ
ータより相関係数ｒを求め（Ｓ６０７），求めた相関係
数ｒが−０．９以下かどうかを判定し（Ｓ６０９）、−
０．９以下の場合は、あらかじめ決められている所定の
放電電流に対応する電圧値を算出し、この電圧値に換算
した電池残存容量を求め（Ｓ６１１）、表示を更新する
（Ｓ６１３）。
【０００４】つまり、電流と電圧との負の相関関係があ
ることを用いて、求めた相関係数ｒが−０．９以下のと
きは、サンプリングして求めた電流と電圧の平均のデー
タを採用して近似直線を求めて残存容量を求めている。
ることを用いて、求めた相関係数ｒが−０．９以下のと
きは、サンプリングして求めた電流と電圧の平均のデー
タを採用して近似直線を求めて残存容量を求めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車においてはモータを搭載して走行するものであるか
ら、下り坂を走行する場合、走行中においてアクセルを
離したときに、モータは発電機になり回生電流が発生
し、この回生電流をバッテリに充電して電力低下を抑制
しているのが一般的であり、このときは電圧軸上に沿っ
て電圧は高くなる傾向になる。
動車においてはモータを搭載して走行するものであるか
ら、下り坂を走行する場合、走行中においてアクセルを
離したときに、モータは発電機になり回生電流が発生
し、この回生電流をバッテリに充電して電力低下を抑制
しているのが一般的であり、このときは電圧軸上に沿っ
て電圧は高くなる傾向になる。
【０００６】また、回生電流の検出については、一般に
別の系統で検出すると可能であるが、装置が複雑になっ
て高価になることから採用しない場合が多い。
別の系統で検出すると可能であるが、装置が複雑になっ
て高価になることから採用しない場合が多い。
【０００７】つまり、回生電流が発生したときは、検出
された電流というのは、非常にあいまいであるが、この
あいまいな電流と電圧で相関を算出することになるた
め、実際は相関が−０．９以上であっても−０．９以下
の相関とされて、近似直線が求められる場合がある。
された電流というのは、非常にあいまいであるが、この
あいまいな電流と電圧で相関を算出することになるた
め、実際は相関が−０．９以上であっても−０．９以下
の相関とされて、近似直線が求められる場合がある。
【０００８】例えば、図７の（ａ）に示すように回生電
流のときは電圧軸上に沿って電圧は高くなる傾向となっ
たちりばりデータに基づいて近似直線を求めることにな
るから、図７の（ａ）に示すようにこのデータが特異値
として近似直線に影響を及ぼし、残存容量の推定に誤差
を生じさせる。
流のときは電圧軸上に沿って電圧は高くなる傾向となっ
たちりばりデータに基づいて近似直線を求めることにな
るから、図７の（ａ）に示すようにこのデータが特異値
として近似直線に影響を及ぼし、残存容量の推定に誤差
を生じさせる。
【０００９】さらに、車両停止時等においては、バッテ
リーの電力はほとんど消費されないことになるから電圧
と電流の変化は非常に小さいものであり、サンプリング
したデータも図７の（ｂ）に示すように、停止中は変化
がない。このような場合は相関がなくとも、一個のデー
タについて相関が取られるので、実際は相関がなくとも
−０．９以下の相関とされる場合があり、このデータが
特異値として近似直線に影響を及ぼし、残存容量の推定
に誤差を生じさせることがあった。
リーの電力はほとんど消費されないことになるから電圧
と電流の変化は非常に小さいものであり、サンプリング
したデータも図７の（ｂ）に示すように、停止中は変化
がない。このような場合は相関がなくとも、一個のデー
タについて相関が取られるので、実際は相関がなくとも
−０．９以下の相関とされる場合があり、このデータが
特異値として近似直線に影響を及ぼし、残存容量の推定
に誤差を生じさせることがあった。
【００１０】従って、回生電流が発生しても電流の変化
が小さくとも、残存容量の推定に誤差がない電池残存容
量測定方法及びその装置を得ることを目的とする。
が小さくとも、残存容量の推定に誤差がない電池残存容
量測定方法及びその装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる電池残存
容量測定方法は、負荷の変動に伴って電池から流れる電
流と、電池の端子電圧とを収集し、収集データに基づい
て、電圧軸と電流軸上における収集データの特徴を示す
近似直線関数を求める工程を有し、この近似直線関数か
ら基準電流に対応する電圧に基づいた残存容量を算出し
て表示更新させる電池残存容量測定方法において、収集
した回数が所定数になる毎に、収集されたデータに基づ
いて相関係数を求め、相関係数が強い相関を示して所定
回連続しているかどうかを判定する工程と、所定回連続
して強い相関を示さないときは、その間は、残存容量の
算出を停止させる工程とを有する。
容量測定方法は、負荷の変動に伴って電池から流れる電
流と、電池の端子電圧とを収集し、収集データに基づい
て、電圧軸と電流軸上における収集データの特徴を示す
近似直線関数を求める工程を有し、この近似直線関数か
ら基準電流に対応する電圧に基づいた残存容量を算出し
て表示更新させる電池残存容量測定方法において、収集
した回数が所定数になる毎に、収集されたデータに基づ
いて相関係数を求め、相関係数が強い相関を示して所定
回連続しているかどうかを判定する工程と、所定回連続
して強い相関を示さないときは、その間は、残存容量の
算出を停止させる工程とを有する。
【００１２】また、本発明に係わる電池残存容量測定装
置は、負荷の変動に伴って電池から流れる電流と、電池
の端子電圧とを収集し、ちりばりデータとして記憶する
電圧−電流変化傾向算出部と、ちりばりデータに基づい
て、電圧軸と電流軸上における収集データの特徴を示す
近似直線関数を求める電圧−電流近似直線算出部と、ち
りばりデータに基づいて、相関係数を求め、相関係数が
所定回連続して、負の基準相関係数以下を示すかどうか
を判断し、負の基準相関係数以下を示さないときは、そ
の相関係数に対応する近似直線関数の出力を停止する判
定部と、出力された近似直線関数から基準電流に対応す
る電圧に基づいた残存容量を算出して表示更新する残存
容量算出部とを備えたものである。
置は、負荷の変動に伴って電池から流れる電流と、電池
の端子電圧とを収集し、ちりばりデータとして記憶する
電圧−電流変化傾向算出部と、ちりばりデータに基づい
て、電圧軸と電流軸上における収集データの特徴を示す
近似直線関数を求める電圧−電流近似直線算出部と、ち
りばりデータに基づいて、相関係数を求め、相関係数が
所定回連続して、負の基準相関係数以下を示すかどうか
を判断し、負の基準相関係数以下を示さないときは、そ
の相関係数に対応する近似直線関数の出力を停止する判
定部と、出力された近似直線関数から基準電流に対応す
る電圧に基づいた残存容量を算出して表示更新する残存
容量算出部とを備えたものである。
【００１３】また、判定部は、相関係数が所定回連続し
て、負の基準相関係数以下を示すときは、所定回連続の
中央の相関係数に対応する近似直線関数を残存容量算出
部に出力するものである。
て、負の基準相関係数以下を示すときは、所定回連続の
中央の相関係数に対応する近似直線関数を残存容量算出
部に出力するものである。
【００１４】さらに、判定部は、相関係数が所定回連続
して、負の基準相関係数以下を示さないときは、電圧−
電流近似直線算出部に対して、ちりばりデータの出力を
停止し、また所定回連続して、負の基準相関係数以下を
示すときは、所定回連続の中央の相関係数に対応するち
りばりデータを電圧−電流近似直線算出部に出力するも
のである。
して、負の基準相関係数以下を示さないときは、電圧−
電流近似直線算出部に対して、ちりばりデータの出力を
停止し、また所定回連続して、負の基準相関係数以下を
示すときは、所定回連続の中央の相関係数に対応するち
りばりデータを電圧−電流近似直線算出部に出力するも
のである。
【００１５】
【作用】本発明の残存容量測定方法においては、負荷の
変動に伴って電池から流れる電流と、前記電池の端子電
圧とを収集する。そして、この収集した回数が所定数に
なる毎に、収集されたデータに基づいて相関係数が求め
られ、求められた相関係数が強い相関を示して所定回連
続しているかどうかが判定される。次に、所定回連続し
て強い相関を示さないときは、その間は、残存容量の算
出が停止させられるから、このときの収集データに基づ
いた近似直線関数から残存容量が算出されて表示更新さ
れることはない。
変動に伴って電池から流れる電流と、前記電池の端子電
圧とを収集する。そして、この収集した回数が所定数に
なる毎に、収集されたデータに基づいて相関係数が求め
られ、求められた相関係数が強い相関を示して所定回連
続しているかどうかが判定される。次に、所定回連続し
て強い相関を示さないときは、その間は、残存容量の算
出が停止させられるから、このときの収集データに基づ
いた近似直線関数から残存容量が算出されて表示更新さ
れることはない。
【００１６】また、本発明の電池残存容量測定装置にお
いては、電圧−電流変化傾向算出部が負荷の変動に伴っ
て電池から流れる電流と、電池の端子電圧とを収集し、
ちりばりデータとして記憶する。すると、判定部によ
り、ちりばりデータに基づいた相関係数が所定回連続し
て、負の基準相関係数以下を示さないときは、その相関
係数に対応する近似直線関数の出力が停止されて残存容
量算出部の残存容量の表示更新が停止される。
いては、電圧−電流変化傾向算出部が負荷の変動に伴っ
て電池から流れる電流と、電池の端子電圧とを収集し、
ちりばりデータとして記憶する。すると、判定部によ
り、ちりばりデータに基づいた相関係数が所定回連続し
て、負の基準相関係数以下を示さないときは、その相関
係数に対応する近似直線関数の出力が停止されて残存容
量算出部の残存容量の表示更新が停止される。
【００１７】また、判定部により、相関係数が所定回連
続して、負の基準相関係数以下を示すときは、所定回連
続の中央の相関係数に対応する電圧−電流近似直線関数
が残存容量算出部に出力されるため、回生制動がかかっ
たとき、電流の変化が少ないときの真に相関が取れてい
ないサンプリングデータから求められた電圧−電流近似
直線関数に基づいて残存容量を求めて表示更新すること
はないし、回生制動がかかったとき、電流の変化が少な
いときを除く、真に相関が取れているサンプリングデー
タに基づいた電圧−電流近似直線に基づいて、残存容量
が求められて表示更新される。
続して、負の基準相関係数以下を示すときは、所定回連
続の中央の相関係数に対応する電圧−電流近似直線関数
が残存容量算出部に出力されるため、回生制動がかかっ
たとき、電流の変化が少ないときの真に相関が取れてい
ないサンプリングデータから求められた電圧−電流近似
直線関数に基づいて残存容量を求めて表示更新すること
はないし、回生制動がかかったとき、電流の変化が少な
いときを除く、真に相関が取れているサンプリングデー
タに基づいた電圧−電流近似直線に基づいて、残存容量
が求められて表示更新される。
【００１８】さらに、判定部により、相関係数が所定回
連続して、負の基準相関係数以下を示さないときは、電
圧−電流近似直線算出部に対して、ちりばりデータの出
力が停止され、また所定回連続して、負の基準相関係数
以下を示すときは、所定回連続の中央の相関係数に対応
するちりばりデータが出力されるから、真に相関が取れ
ているサンプリングデータが電圧−電流近似直線関数に
出力される。
連続して、負の基準相関係数以下を示さないときは、電
圧−電流近似直線算出部に対して、ちりばりデータの出
力が停止され、また所定回連続して、負の基準相関係数
以下を示すときは、所定回連続の中央の相関係数に対応
するちりばりデータが出力されるから、真に相関が取れ
ているサンプリングデータが電圧−電流近似直線関数に
出力される。
【００１９】
【実施例】実施例では、電気自動車に搭載されたバッテ
リーの残存容量を測定する場合に本発明の電池残存容量
測定装置を用いた例を説明する。
リーの残存容量を測定する場合に本発明の電池残存容量
測定装置を用いた例を説明する。
【００２０】図１は実施例の概略構成図である。図にお
いて、１はバッテリー３に接続された電気自動車負荷
（例えばモータ）、７は電気自動車負荷（以下単に負荷
という）に流れる電流を検出する電流センサ、９はバッ
テリ３の端子電圧を検出する電圧センサーである。
いて、１はバッテリー３に接続された電気自動車負荷
（例えばモータ）、７は電気自動車負荷（以下単に負荷
という）に流れる電流を検出する電流センサ、９はバッ
テリ３の端子電圧を検出する電圧センサーである。
【００２１】１２は検出値入力回路部である。検出値入
力回路部１２は、Ｉ／Ｏ１３、ＬＰＦ１５、Ａ／Ｄ１７
より構成され、電圧センサ９及び電流センサ７からバッ
テリーの放電電流及び端子電圧を検出電圧及び検出電流
として入力し、ノイズを除去してデジタル変換する。
力回路部１２は、Ｉ／Ｏ１３、ＬＰＦ１５、Ａ／Ｄ１７
より構成され、電圧センサ９及び電流センサ７からバッ
テリーの放電電流及び端子電圧を検出電圧及び検出電流
として入力し、ノイズを除去してデジタル変換する。
【００２２】１９はコンピュータである。コンピュータ
１９のプログラム構成は、電圧−電流変化傾向算出部２
１、バッテリ残存容量算出部２３、電圧−電流近似直線
算出部２５、判定部２７等よりなり、イグニションキー
の操作に伴って、サブバッテリーからの電力によって動
作状態となる。
１９のプログラム構成は、電圧−電流変化傾向算出部２
１、バッテリ残存容量算出部２３、電圧−電流近似直線
算出部２５、判定部２７等よりなり、イグニションキー
の操作に伴って、サブバッテリーからの電力によって動
作状態となる。
【００２３】電圧−電流変化傾向算出部２１は、検出値
入力回路部１２からバッテリー３のデジタルの検出電流
及び電圧を入力し、１ｍｓ毎に、検出電流及び検出電圧
をサンプリングし、サンプリング毎にそれぞれメモリ３
１に記憶し、また１００ｍｓ毎に、メモリ３１の電圧デ
ータの総和及び電流データの総和をそれぞれ平均化し、
平均化毎にメモリ３３に記憶する。また、１０秒経過毎
に、メモリ３１及びメモリ３３の記憶値をクリアすると
共に、記憶内容を出力する。つまり、所定期間内毎にバ
ッテリ３の放電電流と電圧とのちりばりデータを得てい
る。
入力回路部１２からバッテリー３のデジタルの検出電流
及び電圧を入力し、１ｍｓ毎に、検出電流及び検出電圧
をサンプリングし、サンプリング毎にそれぞれメモリ３
１に記憶し、また１００ｍｓ毎に、メモリ３１の電圧デ
ータの総和及び電流データの総和をそれぞれ平均化し、
平均化毎にメモリ３３に記憶する。また、１０秒経過毎
に、メモリ３１及びメモリ３３の記憶値をクリアすると
共に、記憶内容を出力する。つまり、所定期間内毎にバ
ッテリ３の放電電流と電圧とのちりばりデータを得てい
る。
【００２４】電圧−電流近似直線算出部２５は、１０秒
経過する毎に、メモリ３３から複数の平均電圧値と平均
電流値とを読み、両方の誤差の二乗総和をとり、誤差を
最小にするためのａ、ｂを求め、このａ、ｂに基づい
て、１０秒間の電圧ー電流近似直線関数（Ｙ＝ａＸ＋
ｂ）を求める。
経過する毎に、メモリ３３から複数の平均電圧値と平均
電流値とを読み、両方の誤差の二乗総和をとり、誤差を
最小にするためのａ、ｂを求め、このａ、ｂに基づい
て、１０秒間の電圧ー電流近似直線関数（Ｙ＝ａＸ＋
ｂ）を求める。
【００２５】バッテリ残存容量算出部２３は、電圧−電
流近似直線算出部２５で電圧ー電流近似直線関数が求め
られる毎に、予め決められている放電電流値Ｙから一次
式（Ｙ＝ａＸ＋ｂ）に基づいて、電圧軸−電流軸上の電
圧値Ｘを特定し、この電圧値Ｘを表示部１１に表示す
る。
流近似直線算出部２５で電圧ー電流近似直線関数が求め
られる毎に、予め決められている放電電流値Ｙから一次
式（Ｙ＝ａＸ＋ｂ）に基づいて、電圧軸−電流軸上の電
圧値Ｘを特定し、この電圧値Ｘを表示部１１に表示す
る。
【００２６】判定部２７は、少なくとも相関係数判定手
段２８と相関係数判定手段２９とよりなり、相関係数判
定手段２８は１００個の平均電圧と平均電流が求められ
ると、この複数のデータの相関係数ｒを求める。
段２８と相関係数判定手段２９とよりなり、相関係数判
定手段２８は１００個の平均電圧と平均電流が求められ
ると、この複数のデータの相関係数ｒを求める。
【００２７】相関係数判定手段２９は、３つのシストレ
ジスタを有し、この３つのレジスタに相関係数ｒが記憶
されるまでは電圧−電流変化傾向算出部２１によりデー
タを収集させ、３つが記憶される毎に、相関係数ｒが基
準相関係数（−０．９）以下かどうかを判断し、連続し
て基準相関係数以下のときは中央のレジスタに記憶され
た相関係数に対応するメモリ３３のデータを電圧ー電流
近似直線算出部２５に読み込みさせる。
ジスタを有し、この３つのレジスタに相関係数ｒが記憶
されるまでは電圧−電流変化傾向算出部２１によりデー
タを収集させ、３つが記憶される毎に、相関係数ｒが基
準相関係数（−０．９）以下かどうかを判断し、連続し
て基準相関係数以下のときは中央のレジスタに記憶され
た相関係数に対応するメモリ３３のデータを電圧ー電流
近似直線算出部２５に読み込みさせる。
【００２８】上記のように構成された電池残存容量測定
装置について、概略動作と詳細動作を以下に説明する。
装置について、概略動作と詳細動作を以下に説明する。
【００２９】図２は、概略動作を説明するフローチャー
トである。電圧センサ９が検出したバッテリー３の端子
電圧と電流センサ７が検出した負荷に流れる電流とが検
出値入力回路１２から出力されると、この電圧値と電流
値を１ｍｓ毎にサンプリングして読み（Ｓ２０１）、例
えば１００ｍｓｅｃ経過するまでのデータを平均化して
記憶し、この平均化された電圧と電流（ちりばりデー
タ）を１００個得る（Ｓ２０５）。次に、電圧と電流の
ちりばりデータより相関係数ｒを求め（Ｓ２０７），求
めた相関係数ｒが−０．９以下かどうかを判定し（Ｓ２
０９）、−０．９以上（例えば−０．５）と判定したと
きは、以後の処理をしないで、ステップＳ２０１に移し
てサンプリングして相関係数を求める。
トである。電圧センサ９が検出したバッテリー３の端子
電圧と電流センサ７が検出した負荷に流れる電流とが検
出値入力回路１２から出力されると、この電圧値と電流
値を１ｍｓ毎にサンプリングして読み（Ｓ２０１）、例
えば１００ｍｓｅｃ経過するまでのデータを平均化して
記憶し、この平均化された電圧と電流（ちりばりデー
タ）を１００個得る（Ｓ２０５）。次に、電圧と電流の
ちりばりデータより相関係数ｒを求め（Ｓ２０７），求
めた相関係数ｒが−０．９以下かどうかを判定し（Ｓ２
０９）、−０．９以上（例えば−０．５）と判定したと
きは、以後の処理をしないで、ステップＳ２０１に移し
てサンプリングして相関係数を求める。
【００３０】また、−０．９以下（例えば−０．９８）
と判定したときは、−０．９以下の相関係数ｒが３回連
続したかどうかを判断する（Ｓ２１１）。連続しない場
合は以後の処理を停止して制御をステップＳ２０１に移
す。
と判定したときは、−０．９以下の相関係数ｒが３回連
続したかどうかを判断する（Ｓ２１１）。連続しない場
合は以後の処理を停止して制御をステップＳ２０１に移
す。
【００３１】この３回連続したかどうかの判断は、例え
ば車両が下り坂を走行する場合には回生電流が発生し、
また車両が停止した場合には、放電電流の変化はないも
のであり、このようなときには例え一回、−０．９以下
となったとしても連続して−０．９となることはない。
このため、３回連続して−０．９かどうかを判定し、連
続していないときは、ステップＳ２０１に移すことによ
って、以後の処理を実施させないようにする。つまり、
図３に示すように、回生電流及び停止時のデータを不採
用にする。
ば車両が下り坂を走行する場合には回生電流が発生し、
また車両が停止した場合には、放電電流の変化はないも
のであり、このようなときには例え一回、−０．９以下
となったとしても連続して−０．９となることはない。
このため、３回連続して−０．９かどうかを判定し、連
続していないときは、ステップＳ２０１に移すことによ
って、以後の処理を実施させないようにする。つまり、
図３に示すように、回生電流及び停止時のデータを不採
用にする。
【００３２】また、このように３回連続して−０．９以
下のとき以後の処理である残存容量の算出をしないの
は、実車状態では、−０．９以上（例えば−０．５）の
負の相関があるのは、 １）回生制動がかかり回生電流がバッテリーに流れ込む
状態にあるとき、 ２）車両停止等で放電電流の変化が少ないとき に見られる。
下のとき以後の処理である残存容量の算出をしないの
は、実車状態では、−０．９以上（例えば−０．５）の
負の相関があるのは、 １）回生制動がかかり回生電流がバッテリーに流れ込む
状態にあるとき、 ２）車両停止等で放電電流の変化が少ないとき に見られる。
【００３３】すなわち、停止状態ということは、バッテ
リーの電力消費は零に近いし、また回生電流が発生して
いるということは充電であるから、電力消費はない。
リーの電力消費は零に近いし、また回生電流が発生して
いるということは充電であるから、電力消費はない。
【００３４】このようなことから、このような状態のと
きに残存容量を求めて表示を更新しなくとも何等影響は
ないからである。
きに残存容量を求めて表示を更新しなくとも何等影響は
ないからである。
【００３５】次に、３回連続したときは、３回目の相関
係数より一つ前（中央）の相関係数に対応する近似直線
のデータを使って、所定の放電電流に対応する電圧値を
算出し、この電圧値に換算した電池残存容量を求め（Ｓ
２１３）、表示を更新する（Ｓ２１５）。このように、
３つの相関係数の中央値に対応するデータを採用するの
は、回生電流が発生したときは、あいまいな電流と電圧
で相関を算出することになるため、実際は相関が−０．
９以上であっても−０．９以下の相関係数とされる場合
がある。しかし、このような場合には連続して−０．９
以下となることはない。すなわち、連続する３つの相関
係数は、両端は回生電流によって−０．９以下とされた
可能性もあるが、中央の相関係数に関しては、−０．９
以下が連続していた場合は、通常の走行における正確な
値の相関係数を採用するのである。
係数より一つ前（中央）の相関係数に対応する近似直線
のデータを使って、所定の放電電流に対応する電圧値を
算出し、この電圧値に換算した電池残存容量を求め（Ｓ
２１３）、表示を更新する（Ｓ２１５）。このように、
３つの相関係数の中央値に対応するデータを採用するの
は、回生電流が発生したときは、あいまいな電流と電圧
で相関を算出することになるため、実際は相関が−０．
９以上であっても−０．９以下の相関係数とされる場合
がある。しかし、このような場合には連続して−０．９
以下となることはない。すなわち、連続する３つの相関
係数は、両端は回生電流によって−０．９以下とされた
可能性もあるが、中央の相関係数に関しては、−０．９
以下が連続していた場合は、通常の走行における正確な
値の相関係数を採用するのである。
【００３６】次に、詳細動作を説明する。図４は詳細動
作を説明するフローチャートである。図２においては、
近似直線の算出を相関係数の判定の前に実施したが本例
では、相関係数が−０．９以下のときに近似曲線を算出
する例として説明する。
作を説明するフローチャートである。図２においては、
近似直線の算出を相関係数の判定の前に実施したが本例
では、相関係数が−０．９以下のときに近似曲線を算出
する例として説明する。
【００３７】初めに、コンピュータはイグニッションキ
ーの操作に伴うサブバッテリからの電力の供給に伴っ
て、各部をチェックし、ＲＯＭのプログラムをＲＡＭに
記憶する等の初期設定をする（Ｓ４０１）。次に、電圧
−電流変化傾向算出部２１は１ｍｓ経過したかどうかを
判断し（Ｓ４０３）、１ｍｓ経過したときは、検出値入
力回路部１２からのバッテリー電圧（ＶＯＬＴ）、放電
電流（ＣＵＲＲ）を読み（Ｓ４０５）、記憶回数をカウ
ントする。
ーの操作に伴うサブバッテリからの電力の供給に伴っ
て、各部をチェックし、ＲＯＭのプログラムをＲＡＭに
記憶する等の初期設定をする（Ｓ４０１）。次に、電圧
−電流変化傾向算出部２１は１ｍｓ経過したかどうかを
判断し（Ｓ４０３）、１ｍｓ経過したときは、検出値入
力回路部１２からのバッテリー電圧（ＶＯＬＴ）、放電
電流（ＣＵＲＲ）を読み（Ｓ４０５）、記憶回数をカウ
ントする。
【００３８】次に、カウント値Ｎが１００か、つまり１
００ｍｓｅｃ経過したかどうかを判断し（Ｓ４０９）、
１００ｍｓ経過していないときは、制御をステップＳ４
０３に移して上記のように、１ｍｓ間毎の放電電流と電
圧とを記憶して、回数をカウントする。
００ｍｓｅｃ経過したかどうかを判断し（Ｓ４０９）、
１００ｍｓ経過していないときは、制御をステップＳ４
０３に移して上記のように、１ｍｓ間毎の放電電流と電
圧とを記憶して、回数をカウントする。
【００３９】次に、１００ｍｓ経過したとき、つまり、
検出電流と検出電圧との加算回数が１００個になったと
きは、この１００ｍｓの間の１００個の検出電流（電流
データの総和）と電圧（電圧データの総和）とをそれぞ
れ平均化させてメモリ３３に記憶させる（Ｓ４１１）。
そして、ステップＳ４１１での平均値がそれぞれ１００
個になったかどうか、つまり約１秒経過したかどうかを
判断し（Ｓ４１３）、約１０秒経過していないときは、
制御をステップＳ４０３に移して、上記のように１００
ｍｓの間の１００個の検出電流と電圧とに基づいた平均
値を１００個求めさせる。
検出電流と検出電圧との加算回数が１００個になったと
きは、この１００ｍｓの間の１００個の検出電流（電流
データの総和）と電圧（電圧データの総和）とをそれぞ
れ平均化させてメモリ３３に記憶させる（Ｓ４１１）。
そして、ステップＳ４１１での平均値がそれぞれ１００
個になったかどうか、つまり約１秒経過したかどうかを
判断し（Ｓ４１３）、約１０秒経過していないときは、
制御をステップＳ４０３に移して、上記のように１００
ｍｓの間の１００個の検出電流と電圧とに基づいた平均
値を１００個求めさせる。
【００４０】従って、複数の電圧と電流のちらばったデ
ータを、電圧と電流軸上に得たことになる。
ータを、電圧と電流軸上に得たことになる。
【００４１】次に、約１０秒になったと判定したとき
は、相関係数算出手段はメモリ３３の電圧−電流のちり
ばりデータより相関係数を求め（Ｓ４１５）、算出回数
判定手段は求めた回数をカウントし（Ｓ４１７）、カウ
ント値が３回かどうかを判断し（Ｓ４１９）、３回にな
っていないときは、ステップＳ４０３に制御を移して電
圧ー電流変化傾向算出部２１にちりばりデータを収集さ
せる。この相関係数ｒの求め方は、相関係数算出部がメ
モリ３３から１００個の複数の平均電圧値と平均電流値
とを読み、両方の相関係数ｒを下記の式に基づいて求め
る。
は、相関係数算出手段はメモリ３３の電圧−電流のちり
ばりデータより相関係数を求め（Ｓ４１５）、算出回数
判定手段は求めた回数をカウントし（Ｓ４１７）、カウ
ント値が３回かどうかを判断し（Ｓ４１９）、３回にな
っていないときは、ステップＳ４０３に制御を移して電
圧ー電流変化傾向算出部２１にちりばりデータを収集さ
せる。この相関係数ｒの求め方は、相関係数算出部がメ
モリ３３から１００個の複数の平均電圧値と平均電流値
とを読み、両方の相関係数ｒを下記の式に基づいて求め
る。
【００４２】
【数１】 また、３回になったと判定したときは、相関係数判定手
段に求めた相関係数を判定させる。相関係数判定手段
は、初めの相関係数は−０．９以下かどうかを判断し
（Ｓ４２１）、以下のときは２回目の相関係数が−０．
９以下かどうかを判断する（Ｓ４２３）。
段に求めた相関係数を判定させる。相関係数判定手段
は、初めの相関係数は−０．９以下かどうかを判断し
（Ｓ４２１）、以下のときは２回目の相関係数が−０．
９以下かどうかを判断する（Ｓ４２３）。
【００４３】そして、２回目（中央値）も相関係数が−
０．９以下のときは、３回目も−０．９以下かどうかを
判断し（Ｓ４２５）、３回連続して相関係数が−０．９
以下のときは、上記説明のように正確な値の相関係数に
対応するデータで残存容量が求められるように中央の相
関係数に対応するデータを電圧ー電流近似直線算出部に
出力する（Ｓ４２７）。
０．９以下のときは、３回目も−０．９以下かどうかを
判断し（Ｓ４２５）、３回連続して相関係数が−０．９
以下のときは、上記説明のように正確な値の相関係数に
対応するデータで残存容量が求められるように中央の相
関係数に対応するデータを電圧ー電流近似直線算出部に
出力する（Ｓ４２７）。
【００４４】次に、電圧−電流近似直線算出部２９は、
最小二乗法により電流−電圧近似直線関数を下記の式に
より求める（Ｓ４２９）。
最小二乗法により電流−電圧近似直線関数を下記の式に
より求める（Ｓ４２９）。
【００４５】
【数２】 次に、バッテリ残存容量算出部は、この３回連続して−
０．９以下となったときの中央の相関係数に対応するデ
ータを用いて求められた電流−電圧近似直線関数よりバ
ッテリ残存容量を算出する（Ｓ４３１）。そして、コン
ピュータ５６はイグニッションキーのＯＦＦかどうかを
判断し（Ｓ４３３）、ＯＦＦでないときは、制御をステ
ップＳ４０３に移して上記の動作を実施させる。また、
求めた相関係数が−０．９以上のときは、残存容量の算
出を停止する。
０．９以下となったときの中央の相関係数に対応するデ
ータを用いて求められた電流−電圧近似直線関数よりバ
ッテリ残存容量を算出する（Ｓ４３１）。そして、コン
ピュータ５６はイグニッションキーのＯＦＦかどうかを
判断し（Ｓ４３３）、ＯＦＦでないときは、制御をステ
ップＳ４０３に移して上記の動作を実施させる。また、
求めた相関係数が−０．９以上のときは、残存容量の算
出を停止する。
【００４６】なお、上記実施例では電気自動車に用いら
れる電池残存容量測定装置として説明したが、放電電流
が激しく変動したり、変動が安定したりする装置に使用
してもよい。
れる電池残存容量測定装置として説明したが、放電電流
が激しく変動したり、変動が安定したりする装置に使用
してもよい。
【００４７】また、上記実施例では収集時間を１０秒と
したが、装置によってはより短くとも長くともよい。
したが、装置によってはより短くとも長くともよい。
【００４８】
【発明の効果】以上のように本発明の電池残存容量測定
方法によれば、負荷の変動に伴って電池から流れる電流
と、電池の端子電圧とを収集し、収集されたデータの相
関係数を求め、この相関係数が所定回数連続して強い相
関を示さないときは、その間は電圧−電流近似直線より
残存容量を求めて表示更新する処理を停止することによ
り、回生制動がかかったとき、電流の変化が少ないとき
のサンプリングデータに基づいた誤差がある電圧−電流
近似直線から残存容量を求めて表示更新することはない
ので、誤った残存容量を表示することはないという効果
が得られている。
方法によれば、負荷の変動に伴って電池から流れる電流
と、電池の端子電圧とを収集し、収集されたデータの相
関係数を求め、この相関係数が所定回数連続して強い相
関を示さないときは、その間は電圧−電流近似直線より
残存容量を求めて表示更新する処理を停止することによ
り、回生制動がかかったとき、電流の変化が少ないとき
のサンプリングデータに基づいた誤差がある電圧−電流
近似直線から残存容量を求めて表示更新することはない
ので、誤った残存容量を表示することはないという効果
が得られている。
【００４９】また、本発明の電池残存容量測定装置によ
れば、電圧−電流変化傾向算出部が負荷の変動に伴って
電池から流れる電流と、電池の端子電圧とを収集し、ち
りばりデータとして記憶し、判定部がちりばりデータに
基づいた相関係数が所定回連続して、負の基準相関係数
以下を示さないときは、その相関係数に対応する近似直
線関数の出力を停止して残存容量算出部の残存容量の表
示更新を停止するようにしたことにより、負の相関を示
す装置に採用した場合に、回生制動がかかったとき、電
流の変化が少ないときのサンプリングデータに基づいた
誤差がある電圧−電流近似直線から残存容量を求めて表
示更新することはないので、誤った残存容量を表示する
ことはないという効果が得られている。
れば、電圧−電流変化傾向算出部が負荷の変動に伴って
電池から流れる電流と、電池の端子電圧とを収集し、ち
りばりデータとして記憶し、判定部がちりばりデータに
基づいた相関係数が所定回連続して、負の基準相関係数
以下を示さないときは、その相関係数に対応する近似直
線関数の出力を停止して残存容量算出部の残存容量の表
示更新を停止するようにしたことにより、負の相関を示
す装置に採用した場合に、回生制動がかかったとき、電
流の変化が少ないときのサンプリングデータに基づいた
誤差がある電圧−電流近似直線から残存容量を求めて表
示更新することはないので、誤った残存容量を表示する
ことはないという効果が得られている。
【００５０】また、判定部は、相関係数が所定回連続し
て、負の基準相関係数以下を示すときは、所定回連続の
中央の相関係数に対応する電圧−電流近似直線関数を残
存容量算出部に出力することにより、回生制動がかかっ
たとき、電流の変化が少ないときの真に相関が取れてい
ないサンプリングデータから求められた電圧−電流近似
直線関数に基づいて残存容量を求めて表示更新すること
はないし、回生制動がかかったとき、電流の変化が少な
いときを除く、真に相関が取れているサンプリングデー
タに基づいた電圧−電流近似直線に基づいて、残存容量
を求めて表示更新するので、精度の高い残存容量を常に
表示することができるという効果が得られている。
て、負の基準相関係数以下を示すときは、所定回連続の
中央の相関係数に対応する電圧−電流近似直線関数を残
存容量算出部に出力することにより、回生制動がかかっ
たとき、電流の変化が少ないときの真に相関が取れてい
ないサンプリングデータから求められた電圧−電流近似
直線関数に基づいて残存容量を求めて表示更新すること
はないし、回生制動がかかったとき、電流の変化が少な
いときを除く、真に相関が取れているサンプリングデー
タに基づいた電圧−電流近似直線に基づいて、残存容量
を求めて表示更新するので、精度の高い残存容量を常に
表示することができるという効果が得られている。
【００５１】さらに、判定部は、相関係数が所定回連続
して、負の基準相関係数以下を示さないときは、電圧−
電流近似直線算出部に対して、ちりばりデータの出力を
停止し、また所定回連続して、負の基準相関係数以下を
示すときは、所定回連続の中央の相関係数に対応するち
りばりデータを出力することにより、真に相関が取れて
いるサンプリングデータのみに基づいて電圧−電流近似
直線関数が算出されるので、電力の消費を低減できると
いう効果が得られている。
して、負の基準相関係数以下を示さないときは、電圧−
電流近似直線算出部に対して、ちりばりデータの出力を
停止し、また所定回連続して、負の基準相関係数以下を
示すときは、所定回連続の中央の相関係数に対応するち
りばりデータを出力することにより、真に相関が取れて
いるサンプリングデータのみに基づいて電圧−電流近似
直線関数が算出されるので、電力の消費を低減できると
いう効果が得られている。
【図１】実施例の概略構成図である。
【図２】概略動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の回生電流及び停止時のデータを不採用
にする説明図である。
にする説明図である。
【図４】詳細動作を説明するフローチャートである。
【図５】電圧と電流の関係を説明する説明図である。
【図６】従来の電池残存容量測定装置の動作を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】問題点を説明する説明図である。
１ 電気自動車負荷 ３ バッテリ ７ 電流センサ ９ 電圧センサ １２ 検出値入力回路部 １９ コンピュータ ２１ 電圧−電流変化傾向算出部 ２３ バッテリ残存容量算出部 ２５ 電圧−電流近似直線算出部 ２７ 判定部 ３１ メモリ ３３ メモリ ２８ 相関係数判定手段 ２９ 相関係数判定手段
Claims (4)
- 【請求項１】 負荷の変動に伴って電池から流れる電流
と、前記電池の端子電圧とを収集し、該収集データに基
づいて、電圧軸と電流軸上における前記収集データの特
徴を示す近似直線関数を求める工程を有し、この近似直
線関数から基準電流に対応する電圧に基づいた残存容量
を算出して表示更新させる電池残存容量測定方法におい
て、 前記収集した回数が所定数になる毎に、収集されたデー
タに基づいて相関係数を求め、該相関係数が強い相関を
示して所定回連続しているかどうかを判定する工程と、 前記所定回連続して強い相関を示さないときは、その間
は、前記残存容量の算出を停止させる工程とを有するこ
とを特徴とする電池残存容量測定方法。 - 【請求項２】 負荷の変動に伴って電池から流れる電流
と、前記電池の端子電圧とを収集し、ちりばりデータと
して記憶する電圧−電流変化傾向算出部と、 前記ちりばりデータに基づいて、電圧軸と電流軸上にお
ける前記収集データの特徴を示す近似直線関数を求める
電圧−電流近似直線算出部と前記ちりばりデータに基づ
いて、相関係数を求め、該相関係数が所定回連続して、
負の基準相関係数以下を示すかどうかを判断し、負の基
準相関係数以下を示さないときは、その相関係数に対応
する前記近似直線関数の出力を停止する判定部と、 出力された近似直線関数から基準電流に対応する電圧に
基づいた残存容量を算出して表示更新する残存容量算出
部とを有することを特徴とする電池残存容量測定装置。 - 【請求項３】 前記判定部は、相関係数が所定回連続し
て、負の基準相関係数以下を示すときは、前記所定回連
続の中央の相関係数に対応する前記近似直線関数を前記
残存容量算出部に出力することを特徴とする請求項２記
載の電池残存容量測定装置。 - 【請求項４】 前記判定部は、相関係数が所定回連続し
て、負の基準相関係数以下を示さないときは、前記電圧
−電流近似直線算出部に対して、前記ちりばりデータの
出力を停止し、また所定回連続して、負の基準相関係数
以下を示すときは、前記所定回連続の中央の相関係数に
対応するちりばりデータを前記電圧−電流近似直線算出
部に出力することを特徴とする請求項２又は３記載の電
池残存容量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7082375A JP3009022B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 電池残存容量測定方法及びその装置 |
| US08/628,334 US5617324A (en) | 1995-04-07 | 1996-04-05 | Remaining battery capacity measuring method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7082375A JP3009022B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 電池残存容量測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278352A JPH08278352A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3009022B2 true JP3009022B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=13772847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7082375A Expired - Fee Related JP3009022B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 電池残存容量測定方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5617324A (ja) |
| JP (1) | JP3009022B2 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3162964B2 (ja) * | 1995-09-01 | 2001-05-08 | 矢崎総業株式会社 | 電池残存容量測定装置 |
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| JP3251502B2 (ja) * | 1996-06-27 | 2002-01-28 | 矢崎総業株式会社 | 電気自動車の電池残存容量測定装置 |
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| US5990664A (en) * | 1998-03-30 | 1999-11-23 | Eveready Battery Company, Inc. | Process and apparatus for modulating terminal voltage of battery |
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| JP2001021625A (ja) | 1999-07-02 | 2001-01-26 | Yazaki Corp | 温度を考慮したガッシング電圧を用いたバッテリの容量測定装置 |
| JP2001021626A (ja) | 1999-07-02 | 2001-01-26 | Yazaki Corp | 温度センサを用いないガッシング判定機能を有するバッテリの容量測定装置 |
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| WO2012123789A1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-09-20 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Battery capacity estimation |
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| US8553055B1 (en) | 2011-10-28 | 2013-10-08 | Graphic Products, Inc. | Thermal printer operable to selectively control the delivery of energy to a print head of the printer and method |
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