JP5487183B2 - 蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、充放電可能な蓄電装置において、その充電容量を表す充電容量パラメータを推定する蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置に関する。

従来、電池の容量を推定する推定装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この推定装置は、電池の容量として、残存容量を推定するものであり、コントローラと、電池と負荷との間で流れる電流を検出する電流検出回路などを備えている。

この推定装置では、同文献の図４に示すように、電池がコントローラに接続されたときに、残存容量ＣAが初期値（１００％）に設定される。そして、電池の放電動作が実行されたときに、放電電流Ｉに基づいて、放電可能容量Ｃiと、１制御周期の間に実際に放電された実放電容量ＣHとを算出し、この実放電容量ＣHの放電可能容量Ｃiに対する百分率ＣBを算出するとともに、残存容量ＣAから百分率ＣBを減算することにより、残存容量ＣAが算出される。

特開平８−３３９８３５号公報

上記従来の推定装置によれば、最初に、残存容量ＣAをその初期値（１００％）に設定した後、電池の放電動作が実行されるごとに、その放電動作による残存容量の低下分を減算することによって、残存容量ＣAを算出する手法であるため、蓄電池のような、充電動作および放電動作を繰り返す蓄電装置に適用した場合、充電された電気量を残存容量ＣAに正確に反映させることができず、その結果、残存容量ＣAを精度よく算出することができないという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、充放電可能な蓄電装置において、その充電容量を表す充電容量パラメータを精度よく推定することができる蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、制御装置（ＥＣＵ２）により発生電圧が制御される発電装置５と発電装置５から発生電圧が供給される電気機器（補機６）とに電気的に接続され、制御装置による発電装置５の発生電圧の制御により、充電容量を表す充電容量パラメータ（推定充電容量Ｗｈａｔ）に応じて、発電装置５からの充電動作と電気機器への放電動作とが制御される蓄電装置（バッテリ４）において、充電容量パラメータを推定する蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置１であって、蓄電装置の充放電状態を検出する充放電状態検出手段（センサ装置３）と、蓄電装置が電気機器への放電動作を実行するように発電装置５の発生電圧が制御されている場合において、蓄電装置の充電状態が検出されているとき（ステップ１１，１５の判別結果がＹＥＳのとき）に、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定する推定手段（ＥＣＵ２、ステップ１８）と、を備えることを特徴とする。

この蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置によれば、蓄電装置が電気機器への放電動作を実行するように発電装置の発生電圧が制御されている場合において、蓄電装置の充電状態が検出されているときに、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定される。この蓄電装置においては、制御装置による発電装置の発生電圧の制御により、充電容量パラメータに応じて、発電装置からの充電動作と電気機器への放電動作とが制御されるので、蓄電装置が電気機器への放電動作を実行するように発電装置の発生電圧が制御されている場合、その時点での充電容量パラメータが表す充電容量は、放電動作を実行するのに適した値であると推定されていることになる。そのように推定されているにもかかわらず、蓄電装置の充電状態が検出されているときには、蓄電装置の実際の充電容量がその時点での充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さい状態にあると推定できる。以上のように、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さい状態にあるということを、精度よく推定することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置１において、制御装置は、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定されたときに、蓄電装置への充電動作によって充電容量パラメータが表す充電容量が所定値（所定の補正項ＷＤ）分、増大するように、発電装置５の発生電圧を制御する充電制御を実行し（ステップ１，４）、推定手段は、充電制御が終了したときに、充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、減少するように、充電容量パラメータを補正する（ステップ４６）ことを特徴とする。

この蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置によれば、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定されたときに、蓄電装置への充電動作によって充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、増大するように、発電装置の発生電圧を制御する充電制御が実行される。そして、充電制御が終了したときに、充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、減少するように、充電容量パラメータが補正されるので、この所定値を適切に設定することによって、推定されている充電容量パラメータが表す充電容量を蓄電装置の実際の充電容量に近づけることができ、それにより、充電容量パラメータの推定精度を向上させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置１１において、推定手段は、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定したときに、充電容量パラメータが表す充電容量が所定値（所定の補正項ＷＤ）分、減少するように、充電容量パラメータを補正し（ステップ５２）、制御装置は、充電容量パラメータの補正が実行されたときに、蓄電装置への充電動作によって充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、増大するように、発電装置５の発生電圧を制御する（ステップ１，４）ことを特徴とする。

この蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置によれば、蓄電装置の実際の充電容量が充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定されたときに、充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、減少するように、充電容量パラメータが補正される。そして、充電容量パラメータの補正が実行されたときに、蓄電装置への充電動作によって充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、増大するように、発電装置の発生電圧が制御されるので、この所定値を適切に設定することによって、推定されている充電容量パラメータが表す充電容量を蓄電装置の実際の充電容量に近づけることができ、それにより、充電容量パラメータの推定精度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置の構成を模式的に示す図である。 発電制御処理を示すフローチャートである。 充電容量判定処理を示すフローチャートである。 推定充電容量の算出処理を示すフローチャートである。 低容量時補正処理を示すフローチャートである。 バッテリの実際の充電容量が推定充電容量よりも小さいときの制御結果例を示すタイミングチャートである。 低容量時補正処理の変形例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置による推定充電容量の算出処理を示すフローチャートである。 推定充電容量の算出に用いるマップの一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置について説明する。図１に示すように、この充電容量パラメータ推定装置１は、ＥＣＵ２およびセンサ装置３を備えており、これらはいずれも車両Ｖに搭載されている。このＥＣＵ２は、センサ装置３および発電装置５に電気的に接続されており、後述するように、発電制御処理などの各種の制御処理を実行する。

この車両Ｖには、蓄電装置としてのバッテリ４、発電装置５および補機６などが搭載されている。このバッテリ４は、鉛蓄電池タイプのものであり、発電装置５および補機６に電気的に接続されている。このバッテリ４の場合、後述するように、ＥＣＵ２により発電装置５の発生電圧が制御されることによって、充電容量パラメータとしての充電容量が制御される。この充電容量は、バッテリ４を放電状態に保持した場合において、バッテリ４の電圧が終止電圧に到達するまでの間にバッテリ４から取り出すことが可能な電気量（単位：Ａｈ）に相当する。

また、発電装置５は、図示しない交流発電機と、この交流発電機を制御するための制御回路（図示せず）とを組み合わせたものである。この交流発電機は、車両Ｖのエンジン（図示せず）に機械的に連結されており、エンジンの動力で駆動されたときに、発電するように構成されている。また、制御回路は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、後述するように、ＥＣＵ２からの指令信号が入力されたときに、その指令信号が表す要求電圧ＶＡＣＧを発生するように、交流発電機の発生電圧を制御する。すなわち、発電装置５による発電が実行される。その際、電流は、発電装置５から補機６側に流れるとともに、バッテリ４の充電容量が低いときには、バッテリ４側にも流れるように構成されている。

さらに、補機６（電気機器）は、空調装置や音響機器などで構成されており、発電装置５および／またはバッテリ４からの電力供給によって作動する。

一方、センサ装置３（充放電状態検出手段）は、センサ素子と電気回路（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、バッテリ電流ＩＢＡＴ、バッテリ端電圧ＶＢＡＴおよびバッテリ温度ＴＢを検出して、それらを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。このバッテリ温度ＴＢは、バッテリ４の温度を表すものであり、バッテリ端電圧ＶＢＡＴは、バッテリ４の出力端子間の電圧を表すものである。

また、バッテリ電流ＩＢＡＴは、バッテリ４と発電装置５との間、またはバッテリ４と補機６との間を流れる電流であり、発電装置５からバッテリ４側に流れているとき、すなわちバッテリ４が充電状態にあるときには正値として検出されるとともに、バッテリ４から補機６側に流れているとき、すなわちバッテリ４が放電状態にあるときには負値として検出される。

さらに、前述したＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、センサ装置３の検出信号になど基づいて、各種の制御処理を実行する。具体的には、以下に述べるように、発電制御処理、推定充電容量算出処理および充電容量判定処理などを実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が制御装置および推定手段に相当する。

次に、図２を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される発電制御処理について説明する。本処理は、発電装置５の発生電圧を制御するものであり、所定の制御周期ΔＴ（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。なお、以下の説明において算出または設定される各種の値は、ＥＣＵ２のＲＡＭ内に記憶されるものとする。

同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷが「１」であるか否かを判別する。この低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷは、後述する充電容量判定処理において、バッテリ４の実際の充電容量がその推定値である推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいか否かに基づいて設定される。

ステップ１の判別結果がＹＥＳで、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと判定されているときには、バッテリ４への充電を実行すべきであると判定して、ステップ４に進み、充電制御処理を実行する。この充電制御処理では、通常時、要求電圧ＶＡＣＧは、制御タイミングごとに、所定の充電用値Ｖｃｈｇまで漸増するように設定されるとともに、所定の充電用値Ｖｃｈｇに達したときには、それ以降、所定の充電用値Ｖｃｈｇに保持される。なお、バッテリ４への充電を迅速に行う条件が成立しているときには、最初の制御タイミングで、要求電圧ＶＡＣＧが所定の充電用値Ｖｃｈｇに設定される。

次に、ステップ７に進み、ステップ４で算出した要求電圧ＶＡＣＧを表す指令信号を発電装置５に出力した後、本処理を終了する。それにより、発電装置５の発生電圧が所定の充電用値Ｖｃｈｇまで上昇するように制御されることで、電流が発電装置５からバッテリ４側に流れ、バッテリ４への充電が実行される。

一方、ステップ１の判別結果がＮＯで、Ｆ＿ＳＣ＿ＬＯＷ＝０のときには、ステップ２に進み、推定充電容量Ｗｈａｔが所定の目標充電容量Ｗｏｂｊと所定値ＷＡとの和Ｗｏｂｊ＋ＷＡよりも大きいか否かを判別する。この推定充電容量Ｗｈａｔは、バッテリ４の充電容量の推定値であり、後述するように算出される。また、所定の目標充電容量Ｗｏｂｊは、推定充電容量Ｗｈａｔの目標となる値であり、例えば、バッテリ４の充電レベルＳＯＣ（state-of-charge）が８０％程度になるような値に設定されている。さらに、所定値ＷＡは値０に近い正の所定値に設定されている。

ステップ２の判別結果がＹＥＳで、Ｗｈａｔ＞Ｗｏｂｊ＋ＷＡのときには、バッテリ４を放電状態に制御すべきであると判定して、ステップ６に進み、放電制御処理を実行する。この放電制御処理では、要求電圧ＶＡＣＧは、制御タイミングごとに、所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇまで漸減するように設定されるとともに、所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに達したときには、それ以降、所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに保持される。

次に、ステップ７に進み、ステップ６で算出した要求電圧ＶＡＣＧを表す指令信号を発電装置５に出力した後、本処理を終了する。それにより、発電装置５の発生電圧は、所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇまで漸減するように制御されるとともに、所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに達した以降、放電用値Ｖｄｓｃｈｇに保持される。その結果、電流がバッテリ４から補機６側に流れることで、バッテリ４が放電状態になる。

一方、ステップ２の判別結果がＮＯのときには、ステップ３に進み、推定充電容量Ｗｈａｔが値Ｗｏｂｊ−ＷＡよりも小さいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、Ｗｈａｔ＜Ｗｏｂｊ−ＷＡのときには、バッテリ４への充電を実行すべきであると判定して、前述したように、ステップ４，７を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ３の判別結果がＮＯで、Ｗｏｂｊ−ＷＡ≦Ｗｈａｔ≦Ｗｏｂｊ＋ＷＡのとき、すなわちＷｈａｔ≒Ｗｏｂｊが成立しているときには、バッテリ４の充電容量を保持すべきであると判定して、ステップ５に進み、保持制御処理を実行する。この保持制御処理では、Ｗｈａｔ≒Ｗｏｂｊが成立している状態を保持するように、要求電圧ＶＡＣＧが設定される。このように要求電圧ＶＡＣＧが設定されることにより、推定充電容量ＷｈａｔがＷｈａｔ≒Ｗｏｂｊが成立するように保持される。その結果、所定値ＩａをＩａ＞０，Ｉａ≒０が成立する値としたときに、バッテリ電流ＩＢＡＴが値０付近の所定範囲（−Ｉａ≦ＩＢＡＴ≦Ｉａ）の値に保持される。

次に、ステップ７に進み、ステップ５で設定した要求電圧ＶＡＣＧを表す指令信号を発電装置５に出力した後、本処理を終了する。

次に、図３を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される充電容量判定処理について説明する。本処理は、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいか否かを判定し、その判定結果に基づいて、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷの値を設定するものであり、前述した所定の制御周期ΔＴで実行される。

同図に示すように、まず、ステップ１０で、発電装置５（図では「ＡＣＧ」と表記する。以下同じ）が発電中であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ１９、２０で、放電状態カウンタの計数値ＣＴおよび充電継続カウンタの計数値ＣＴ２をいずれも値０に設定し、次に、ステップ２１で、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷを「０」に設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１０の判別結果がＹＥＳで、発電装置５が発電中のときには、ステップ１１に進み、要求電圧ＶＡＣＧが前述した所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、前述したように、ステップ１９〜２１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１１の判別結果がＹＥＳで、前述した放電制御処理の実行により、ＶＡＣＧＶ≦ｄｓｃｈｇとなっているときには、ステップ１２に進み、バッテリ端電圧ＶＢＡＴが所定の放電判定値Ｖｊｕｄ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、前述したように、ステップ１９〜２１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１２の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ１３に進み、放電状態カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚと値１の和（ＣＴｚ＋１）に設定する。すなわち、放電状態カウンタの計数値ＣＴを値１分、インクリメントする。この放電状態カウンタは、前述した放電制御処理の実行中、バッテリ端電圧ＶＢＡＴが所定の放電判定値Ｖｊｕｄ以下に保持されている時間を計時するためのものである。

ステップ１３に続くステップ１４で、放電状態カウンタの計数値ＣＴが所定値ＣＲＥＦ１以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、前述したように、ステップ２０，２１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１４の判別結果がＹＥＳで、バッテリ端電圧ＶＢＡＴが所定の放電判定値Ｖｊｕｄ以下に保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ１に達したときには、ステップ１５に進み、バッテリ電流ＩＢＡＴが値０よりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、バッテリ４が充電状態にないときには、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔに近い状態にあると判定して、前述したように、ステップ２０，２１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１５の判別結果がＹＥＳで、バッテリ４が充電状態にあるときには、ステップ１６に進み、充電継続カウンタの計数値ＣＴ２を、その前回値ＣＴ２ｚと値１の和（ＣＴ２ｚ＋１）に設定する。すなわち、充電継続カウンタの計数値ＣＴ２を値１分、インクリメントする。この充電継続カウンタは、前述した放電制御処理の実行中、バッテリ４が充電状態に保持されている時間を計時するためのものである。

ステップ１６に続くステップ１７で、充電継続カウンタの計数値ＣＴ２が所定値ＣＲＥＦ２以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、前述したように、ステップ２１を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ１７の判別結果がＹＥＳで、放電制御処理の実行中、バッテリ４が充電状態に保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ２に達したときには、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態にあると判定して、ステップ１８に進み、それを表すために、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷを「１」に設定した後、本処理を終了する。

以上のように、この充電容量判定処理では、前述した図２の発電制御処理で、Ｗｈａｔ＞Ｗｏｂｊ＋ＷＡが成立し、放電制御処理の実行により、要求電圧ＶＡＣＧが所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに保持されている場合において、バッテリ４が充電状態にあるときには、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと判定されるとともに、その判定結果を表すために、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷが「１」に設定される。

次に、図４を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される推定充電容量の算出処理について説明する。本処理は、前述した推定充電容量Ｗｈａｔを算出するものであり、前述した所定の制御周期ΔＴで実行される。なお、本実施形態では、推定充電容量Ｗｈａｔが充電容量パラメータに相当する。

同図に示すように、まず、ステップ３０で、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ３１に進み、推定充電容量の暫定値の前回値Ｗｔｅｍｐｚを、ＲＡＭ内に記憶されている推定充電容量Ｗｈａｔに設定する。

次いで、ステップ３２に進み、推定充電容量の暫定値Ｗｔｅｍｐを、その前回値Ｗｔｅｍｐｚと値ΔＴ・ＩＢＡＴの和（Ｗｔｅｍｐｚ＋ΔＴ・ＩＢＡＴ）に設定する。ステップ３２に続くステップ３３で、推定充電容量Ｗｈａｔをその暫定値Ｗｔｅｍｐに設定した後、本処理を終了する。

一方、ステップ３０の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちバッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと判定されているとともに、前述した充電制御処理が実行されているときには、ステップ３４に進み、低容量時補正処理を実行する。この低容量時補正処理は、推定充電容量Ｗｈａｔをバッテリ４の実際の充電容量に近づけるように補正するためのものであり、図５に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ４０で、低容量フラグの前回値Ｆ＿ＳＣ＿ＬＯＷｚが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、今回の制御タイミングが低容量時補正処理の１回目の実行タイミングであるときには、ステップ４１に進み、判定値Ｗｊｕｄを、ＲＡＭ内に記憶されている推定充電容量Ｗｈａｔと所定の補正項ＷＤの和（Ｗｈａｔ＋ＷＤ）に設定する。この所定の補正項ＷＤは、比較的小さい正の所定値に設定されている。

次いで、ステップ４２に進み、推定充電容量の暫定値の前回値Ｗｔｅｍｐｚを、ＲＡＭ内に記憶されている推定充電容量Ｗｈａｔに設定する。

一方、ステップ４０の判別結果がＹＥＳで、今回の制御タイミングが低容量時補正処理の２回目以降の実行タイミングであるときには、ステップ４３に進み、推定充電容量の暫定値の前回値Ｗｔｅｍｐｚを、ＲＡＭ内に記憶されている推定充電容量の暫定値Ｗｔｅｍｐに設定する。

以上のステップ４２または４３に続くステップ４４で、推定充電容量の暫定値Ｗｔｅｍｐを、その前回値Ｗｔｅｍｐｚと値ΔＴ・ＩＢＡＴの和（Ｗｔｅｍｐｚ＋ΔＴ・ＩＢＡＴ）に設定する。

次いで、ステップ４５に進み、推定充電容量の暫定値Ｗｔｅｍｐが判定値Ｗｊｕｄ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ４５の判別結果がＹＥＳで、Ｗｔｅｍｐ≧Ｗｊｕｄのときには、ステップ４６に進み、推定充電容量Ｗｈａｔを、暫定値Ｗｔｅｍｐから補正項ＷＤを減算した値（Ｗｔｅｍｐ−ＷＤ）に設定する。

次いで、ステップ４７に進み、推定充電容量Ｗｈａｔの補正が終了したことで、低容量時補正処理および前述した充電制御処理を終了すべきであると判定して、それを表すために、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。

図４に戻り、ステップ３４で、低容量時補正処理を以上のように実行した後、図４の推定充電容量の算出処理を終了する。

以上のような低容量時補正処理を実行することにより、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと推定されるときに、推定充電容量Ｗｈａｔを補正項ＷＤ分、バッテリ４の実際の充電容量に近づけることができる。

次に、図６を参照しながら、以上の各種の制御処理を実行した場合において、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいときの制御結果例について説明する。同図に示すように、時刻ｔ１で、放電制御処理が開始されると、それ以降、要求電圧ＶＡＣＧが所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇまで漸減し、それに伴って、バッテリ電流ＩＢＡＴも減少する。そして、時刻ｔ２で、要求電圧ＶＡＣＧが所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに達すると、それ以降、要求電圧ＶＡＣＧが所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに保持される。

さらに、放電制御処理の実行中、時間の経過に伴い、バッテリ端電圧ＶＢＡＴが所定の放電判定値Ｖｊｕｄ以下に保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ１に達した時点（時刻ｔ３）で、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態となることで、ＩＢＡＴ＞０となり、バッテリ４が充電状態になる。さらに、時間の経過に伴い、バッテリ４が充電状態に保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ２に達した時点（時刻ｔ４）で、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと判定され、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷが「１」に設定される。

以上のように、第１実施形態の充電容量パラメータ推定装置１によれば、図２のステップ６での放電制御処理の実行中、図３のステップ１４および１７の判別結果がいずれもＹＥＳとなったとき、すなわち、要求電圧ＶＡＣＧが所定の放電用値Ｖｄｓｃｈｇに保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ１に達した場合において、それ以降、バッテリ４が充電状態に保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ２に達したときには、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態にあると判定され、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷが「１」に設定される。

この場合、放電制御処理は、Ｗｈａｔ＞Ｗｏｂｊ＋ＷＡが成立しているときに実行されるので、推定充電容量Ｗｈａｔがバッテリ４の実際の充電容量と同じか、それ以上である場合には、バッテリ４が放電状態に制御されることになる。それにもかかわらず、バッテリ４が充電状態にあるときには、バッテリ４の実際の充電容量がその時点での推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと推定することができる。以上により、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態にあるということを、精度よく推定することができる。特に、バッテリ４の交換などに起因して、推定充電容量Ｗｈａｔがバッテリ４の実際の充電容量をかなり上回るような算出誤差（ずれ）を生じた場合でも、そのような算出誤差の発生を精度よく推定することができる。

また、図２の充電容量判定処理は、放電制御処理の実行中のとき、すなわちＷｈａｔ＞Ｗｏｂｊ＋ＷＡが成立しているときにのみ実行され、Ｗｈａｔ≦Ｗｏｂｊ＋ＷＡのときには実行されないので、バッテリ４の実際の充電容量の変更幅を抑制しながら、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態にあることを推定することができる。

さらに、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態にあると判定され、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷが「１」に設定されたときには、図２のステップ４で充電制御処理が実行されるとともに、図５の低容量時補正処理が実行される。それにより、バッテリ４の実際の充電容量が補正項ＷＤ分、増大するように、充電制御処理が実行されるとともに、その充電制御処理が終了した時点（ステップ４５の判別結果がＹＥＳとなった時点）で、推定充電容量Ｗｈａｔが補正項ＷＤ分、減少するように補正されるので、推定充電容量Ｗｈａｔを補正項ＷＤ分、バッテリ４の実際の充電容量に近づけることができる。

したがって、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さい状態にある場合には、制御の進行に伴って、図３の充電容量判定処理と図５の低容量時補正処理が繰り返し実行されることになり、それにより、推定充電容量Ｗｈａｔを、補正項ＷＤ分ずつ、バッテリ４の実際の充電容量に漸近させることができ、その算出精度を向上させることができる。特に、上述したように、バッテリ４の交換などに起因して、推定充電容量Ｗｈａｔがバッテリ４の実際の充電容量をかなり上回るような算出誤差を生じた場合でも、制御の進行に伴って、そのような算出誤差を漸減することができる。

なお、前述した図４のステップ３４における低容量時補正処理として、前述した図５の補正処理に代えて、図７に示す補正処理を用いてもよい。この図７と図５を比較すると明らかなように、図７の補正処理の場合、ステップ５１，５２，５７の内容以外は、図５の補正処理と同じであるので、以下、異なる点を中心として説明するとともに、それら以外の説明を省略する。

図７に示すように、まず、ステップ５０の判別結果がＮＯのときには、ステップ５１で、判定値Ｗｊｕｄを、ＲＡＭ内に記憶されている推定充電容量Ｗｈａｔに設定する。次に、ステップ５２で、推定充電容量の暫定値の前回値Ｗｔｅｍｐｚを、ＲＡＭ内に記憶されている推定充電容量Ｗｈａｔから補正項ＷＤを減算した値（Ｗｈａｔ−ＷＤ）に設定する。

さらに、ステップ５５の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ５６に進み、推定充電容量Ｗｈａｔを暫定値Ｗｔｅｍｐに設定する。次いで、ステップ５７で、前述したステップ４７と同様に、低容量フラグＦ＿ＳＣ＿ＬＯＷを「０」に設定した後、本処理を終了する。

以上のような図７の低容量時補正処理を実行した場合でも、図５の低容量時補正処理を実行した場合と同じ作用効果を得ることができる。すなわち、バッテリ４の実際の充電容量が推定充電容量Ｗｈａｔよりも小さいと推定されるときに、推定充電容量Ｗｈａｔを補正項ＷＤ分、バッテリ４の実際の充電容量に近づけることができる。

なお、第１実施形態は、蓄電装置として、鉛蓄電池タイプのバッテリ４を用いた例であるが、本発明の蓄電装置はこれに限らず、充放電可能なものであればよい。例えば、蓄電装置として、充放電可能な蓄電池やスーパーキャパシタなどを用いてもよい。

また、第１実施形態は、充電容量パラメータとして、推定充電容量Ｗｈａｔを用いた例であるが、本発明の充電容量パラメータはこれに限らず、蓄電装置の充電容量を表すものであればよい。例えば、充電容量パラメータとして、蓄電装置の充電可能な最大充電容量から推定充電容量Ｗｈａｔを減算した値を用いてもよい。さらに、充電容量パラメータとして、充電レベルＳＯＣや、値１００から充電レベルＳＯＣを減算した値を用いてもよく、その場合には、推定充電容量Ｗｈａｔに基づいて、充電レベルＳＯＣを算出すればよい。

さらに、第１実施形態は、制御装置として、ＥＣＵ２を用いた例であるが、本発明の制御装置はこれに限らず、蓄電装置の充電動作および放電動作を制御できるものであればよい。例えば、制御装置として、制御回路を用いてもよい。

一方、第１実施形態は、発電装置として、交流発電機タイプの発電装置５を用いた例であるが、本発明の発電装置はこれに限らず、発生電圧が制御可能なものであればよい。例えば、発電装置として、直流発電機タイプのものを用いてもよい。

また、第１実施形態は、電気機器として、車両に搭載された補機６を用いた例であるが、本発明の電気機器はこれに限らず、電力供給によって作動するものであればよい。例えば、電気機器として、電気モータまたは電磁アクチュエータを内蔵した機器などを用いてもよい。

さらに、第１実施形態は、充放電状態検出手段として、センサ装置３を用いた例であるが、本発明の充放電状態検出手段はこれに限らず、蓄電装置の充放電状態を検出できるものであればよい。例えば、充放電状態検出手段として、電流を検出する電流センサを用いてもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置について説明する。本実施形態の充電容量パラメータ推定装置は、第１実施形態の充電容量パラメータ推定装置１と比較して、機械的な構成および電気的な構成は同一であり、制御処理の内容のみが異なっているので、以下、異なる点を中心に説明する。また、第１実施形態と同一の構成に対しては同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。

この充電容量パラメータ推定装置はＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２では、発電制御処理として、前述した図２の発電制御処理において、ステップ１を省略した内容の制御処理が実行されるとともに、前述した図３の充電容量判定処理は実行されない。また、ＥＣＵ２では、推定充電容量の算出処理として、前述した図４の算出処理に代えて、図８に示す算出処理が前述した所定の制御周期ΔＴで実行される。

すなわち、同図に示すように、まず、ステップ６０で、発電装置５が発電中であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、ステップ６７に進み、算出条件カウンタの計数値ＣＴ３を値０に設定した後、本処理を終了する。一方、ステップ６０の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ６１に進み、−Ｉａ≦ＩＢＡＴ≦Ｉａが成立しているか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、上述したように、ステップ６７を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ６１の判別結果がＹＥＳで、バッテリ電流ＩＢＡＴが値０付近にあるときには、ステップ６２に進み、ＶＡＣＧ−α≦ＶＢＡＴ≦ＶＡＣＧ＋αが成立しているか否かを判別する。この値αは、正の所定値であり、このステップ６２は、補機６の負荷が不安定な状態（急減や急増するような状態）にあるか否かを判別するためのものである。

このステップ６２の判別結果がＮＯで、補機６の負荷が不安定な状態にあるときには、ステップ６７を実行した後、本処理を終了する。一方、ステップ６２の判別結果がＹＥＳで、補機６の負荷が安定した状態にあるときには、ステップ６３に進み、バッテリ端電圧の平均値ＶＢＡＴａｖｅを算出する。この平均値ＶＢＡＴａｖｅは、所定個数のバッテリ端電圧ＶＢＡＴを用い、移動平均演算によって算出される。

ステップ６３に続くステップ６４で、算出条件カウンタの計数値ＣＴ３を、その前回値ＣＴ３ｚと値１の和（ＣＴ３ｚ＋１）に設定する。すなわち、算出条件カウンタの計数値ＣＴ３を値１分、インクリメントする。この算出条件カウンタは、推定充電容量Ｗｈａｔの算出条件が成立した状態の継続時間（前述したステップ６０〜６２の判別結果がいずれもＹＥＳとなる状態の継続時間）を計時するためのものである。

次に、ステップ６５に進み、算出条件カウンタの計数値ＣＴ３が所定値ＣＲＥＦ３以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ６５の判別結果がＹＥＳで、推定充電容量Ｗｈａｔの算出条件が成立した状態の継続時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ３に達したときには、ステップ６６に進み、バッテリ端電圧の平均値ＶＢＡＴａｖｅおよびバッテリ温度ＴＢに応じて、図９に示すマップを検索することにより、推定充電容量Ｗｈａｔを算出する。同図におけるｉ，ｊは正の整数である。以上のように、ステップ６６で推定充電容量Ｗｈａｔを算出した後、本処理を終了する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が制御装置および推定手段に相当し、センサ装置３が電流検出手段および電圧検出手段に相当する。さらに、バッテリ電流ＩＢＡＴが蓄電装置の充放電動作中に流れる電流に相当し、バッテリ端電圧ＶＢＡＴおよびバッテリ端電圧の平均値ＶＢＡＴａｖｅが蓄電装置の電圧に相当する。また、図９のマップが蓄電装置の電圧と充電容量パラメータとの相関関係を表す相関関係モデルに相当し、推定充電容量Ｗｈａｔが充電容量パラメータに相当する。

以上のように、第２実施形態の充電容量パラメータ推定装置によれば、発電制御処理によってバッテリ電流ＩＢＡＴが値０付近の所定範囲（−Ｉａ≦ＩＢＡＴ≦Ｉａ）内に保持されているときに、バッテリ端電圧の平均値ＶＢＡＴａｖｅが算出されるとともに、バッテリ電流ＩＢＡＴが値０付近に保持されている時間が値ΔＴ・ＣＲＥＦ３分、継続したときに、バッテリ端電圧の平均値ＶＢＡＴａｖｅおよびバッテリ温度ＴＢに応じて、図９に示すマップを検索することにより、推定充電容量Ｗｈａｔが算出される。この場合、バッテリ電流ＩＢＡＴが値０付近に保持されているときのバッテリ端電圧ＶＢＡＴは、バッテリ４の開放電圧に近いと見なすことができるので、そのようなバッテリ端電圧ＶＢＡＴの平均値ＶＢＡＴａｖｅを用いることによって、発電装置１０の発電中でも、推定充電容量Ｗｈａｔを精度よく算出することができる。

なお、第２実施形態は、蓄電装置の電圧と充電容量パラメータとの相関関係を表す相関関係モデルとして、図９のマップを用いた例であるが、本発明の相関関係モデルはこれに限らず、蓄電装置の電圧と充電容量パラメータとの相関関係を表すものであればよい。例えば、相関関係モデルとして、蓄電装置の電圧と充電容量パラメータとの関係を定義した数式を用いてもよく、数式とマップを組み合わせて用いてもよい。

１ 充電容量パラメータ推定装置
２ ＥＣＵ（制御装置、推定手段）
３ センサ装置（充放電状態検出手段、電流検出手段、電圧検出手段）
４ バッテリ（蓄電装置）
５ 発電装置
６ 補機（電気機器）
Ｗｈａｔ 推定充電容量（充電容量パラメータ）
ＷＤ 所定の補正項（所定値）
ＩＢＡＴ バッテリ電流（蓄電装置の充放電動作中に流れる電流）
ＶＢＡＴ バッテリ端電圧（蓄電装置の電圧）
ＶＢＡＴａｖｅ バッテリ端電圧の平均値（蓄電装置の電圧）

Claims (3)

1. 制御装置により発生電圧が制御される発電装置と当該発電装置から発生電圧が供給される電気機器とに電気的に接続され、前記制御装置による前記発電装置の発生電圧の制御により、充電容量を表す充電容量パラメータに応じて、前記発電装置からの充電動作と前記電気機器への放電動作とが制御される蓄電装置において、前記充電容量パラメータを推定する蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置であって、
   前記蓄電装置の充放電状態を検出する充放電状態検出手段と、
   前記蓄電装置が前記電気機器への放電動作を実行するように前記発電装置の発生電圧が制御されている場合において、前記蓄電装置の充電状態が検出されているときに、前記蓄電装置の実際の充電容量が前記充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定する推定手段と、
   を備えることを特徴とする蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置。
2. 前記制御装置は、前記蓄電装置の実際の充電容量が前記充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定されたときに、前記蓄電装置への充電動作によって前記充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、増大するように、前記発電装置の発生電圧を制御する充電制御を実行し、
   前記推定手段は、前記充電制御が終了したときに、前記充電容量パラメータが表す充電容量が前記所定値分、減少するように、前記充電容量パラメータを補正することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置。
3. 前記推定手段は、前記蓄電装置の実際の充電容量が前記充電容量パラメータが表す充電容量よりも小さいと推定したときに、前記充電容量パラメータが表す充電容量が所定値分、減少するように、前記充電容量パラメータを補正し、
   前記制御装置は、前記充電容量パラメータの補正が実行されたときに、前記蓄電装置への充電動作によって前記充電容量パラメータが表す充電容量が前記所定値分、増大するように、前記発電装置の発生電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置の充電容量パラメータ推定装置。

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