JP6713030B2 - 診断システム、診断方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、診断システム、診断方法、及びプログラムに関する。

近年、電気を利用した電動車両や電気とエンジンとを利用したハイブリッド車両が開発されている。これらの車両に搭載されたモータは、バッテリなどの二次電池から電力が供給されることで駆動する。車両は、二次電池の満充電容量を計算する機能を有している。二次電池の満充電容量は、充放電が繰り返されるたびに劣化する。そこで、二次電池の劣化度合いを判定して二次電池の劣化の抑制を図る技術がある（例えば、特許文献１参照）。二次電池の劣化度合いは、例えば、二次電池の電流値、電圧値、温度などにより算出される二次電池の放電量の積算値や電圧降下量などに基づいて求められる。

特開２０１５−１６２９９１号公報

二次電池の劣化の抑制を図るにあたり、二次電池の劣化度合いを精度良く導出することができると望ましい。しかしながら、従来の手法では、二次電池の劣化度合いを精度良く導出することが難しい場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、二次電池の劣化度合いの導出精度の向上を図ることができる診断システム、診断方法、及びプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る診断システム、診断方法、及びプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様は、車両と前記車両の外部に設けられた充電器とが接続された場合に、前記充電器から前記車両に搭載された二次電池への充電を制御する充電制御部と、前記二次電池の充電率の変化量と、前記二次電池の充電電流の積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化度合いを導出する導出部と、を備え、前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、前記二次電池の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定する、診断システムである。

（２）：上記（１）の態様において、前記導出部は、前記充電休止期間に含まれる第１時点での前記二次電池の充電率と、前記充電休止期間の前に設定される第１充電期間の開始前又は前記充電休止期間の後に設定される第２充電期間の終了後である第２時点での前記二次電池の充電率と、前記第１時点と前記第２時点との間の前記二次電池の充電電流の積算値とに基づき、前記二次電池の劣化度合いを導出するものである。

（３）：上記（１）又は（２）の態様において、前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率まで前記二次電池を充電しても所定時間以上の余裕がある場合に、前記特定充電を行うことを決定するものである。

（４）：上記（１）から（３）のうちいずれか１つの態様において、前記充電休止期間は、前記二次電池の状態が安定するのに十分な時間である。

（５）：上記（１）から（４）のうちいずれか１つの態様において、前記充電制御部は、前記二次電池の充電率の遷移範囲に、前記二次電池の充電率と電圧との関係が前記二次電池の劣化の前後で所定値を超えて変わる特定領域がある場合、前記二次電池の充電率が前記特定領域に達する前、又は前記特定領域を超えた後に前記充電休止期間を設けるものである。

（６）：上記（１）から（５）のうちいずれか１つの態様において、複数の時点で前記導出部により導出された前記二次電池の劣化度合いを示す履歴情報に基づき、前記二次電池の劣化度合いを学習する学習部をさらに備えたものである。

（７）：上記（１）から（６）のうちいずれか１つの態様において、前記車両の次回出発時刻に関するユーザの入力に基づき、前記車両の次回出発時刻を示す情報を取得する情報取得部をさらに備え、前記充電制御部は、前記情報取得部により取得された前記車両の次回出発時刻を示す情報に基づき、前記特定充電を行うか否かを決定するものである。

（８）：上記（１）から（７）のうちいずれか１つの態様において、前記車両の過去の行動履歴に基づき、前記車両の次回出発時刻を推定する推定部をさらに備え、前記充電制御部は、前記推定部により推定された前記車両の次回出発時刻に基づき、前記特定充電を行うか否かを決定するものである。

（９）：上記（１）から（８）のうちいずれか１つの態様において、前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間と、充電開始時の前記二次電池の温度とに基づき、前記特定充電を行うか否かを決定するものである。

（１０）：上記（１）から（９）のうちいずれか１つの態様において、前記充電制御部は、前記特定充電を行うことが決定された場合、前記二次電池の充電を開始し、前記充電休止期間よりも前の前記二次電池の充電時間における前記二次電池の温度に基づき、前記特定充電を継続するか否かを決定するものである。

（１１）：上記（１）から（１０）のうちいずれか１つの態様において、前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間と、前記充電器が出力可能な充電電力の大きさとに基づき、前記特定充電を行うか否かを決定するものである。

（１２）：この発明の一態様は、１又は複数のコンピュータが、車両と前記車両の外部に設けられた充電器とが接続された場合に、前記充電器から前記車両に搭載された二次電池への充電を制御し、前記二次電池の充電率の変化量と、前記二次電池の充電電流の積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化度合いを導出し、前記充電を制御することは、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、前記二次電池の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定することを含む、診断方法である。

（１３）：この発明の一態様は、１又は複数のコンピュータに、車両と前記車両の外部に設けられた充電器とが接続された場合に、前記充電器から前記車両に搭載された二次電池への充電を制御させ、前記二次電池の充電率の変化量と、前記二次電池の充電電流の積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化度合いを導出させ、前記充電を制御させることは、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、前記二次電池の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定させることを含む、プログラムである。

（１）〜（１３）によれば、二次電池の劣化度合いの導出精度の向上を図ることができる。

実施形態に係る車両１０の構成の一例を示す図である。 車両１０の車室内の構成を例示した図である。 表示部６２に表示される画面の一例を示す図である。 診断装置１００の機能の具体例を示すブロック図である。 充電制御部１４０により選択される２つの充電方式を示す図である。 バッテリ４０の劣化の前後におけるバッテリ４０の充電率と電圧との関係の一例を示す図である。 バッテリ４０の充電率と第１充電休止期間Ｒ１の設定位置との関係の一例を示す図である。 バッテリ４０の劣化度合いの具体例を示す図である。 劣化度合いを導出する処理フローを示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の診断システム、診断方法、及びプログラムの実施形態について説明する。

[車両１０]
図１は、実施形態に係る車両１０の構成の一例を示す図である。図１に示すように、車両１０は、例えば、モータ１２と、駆動輪１４と、ブレーキ装置１６と、車両センサ２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、バッテリ（二次電池）４０と、電圧センサ、電流センサ、温度センサなどのバッテリセンサ４２と、通信装置５０と、表示装置６０と、入力装置６７と、充電口７０と、コンバータ７２と、を備える。

モータ１２は、例えば、三相交流電動機である。モータ１２のロータは、駆動輪１４に連結される。モータ１２は、供給される電力を用いて動力を駆動輪１４に出力する。また、モータ１２は、車両の減速時に車両１０の運動エネルギーを用いて発電する。

ブレーキ装置１６は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータとを備える。ブレーキ装置１６は、ブレーキペダルの操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてもよい。なお、ブレーキ装置１６は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

車両センサ２０は、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、運転者による加速指示を受け付ける操作子の一例であるアクセル開度センサは、アクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度としてＰＣＵ３０の制御部３６に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両１０の速度（車速）を導出し、制御部３６及び表示装置６０に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量として制御部３６に出力する。

ＰＣＵ３０は、例えば、変換器３２と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３４と、制御部３６とを備える。なお、これらの構成要素をＰＣＵ３０として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、これらの構成要素は分散的に配置されても構わない。

変換器３２は、例えば、ＡＣ−ＤＣ変換器である。変換器３２の直流側端子は、直流リンクＤＬに接続されている。直流リンクＤＬには、ＶＣＵ３４を介してバッテリ４０が接続されている。変換器３２は、モータ１２により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力する。

ＶＣＵ３４は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＶＣＵ３４は、バッテリ４０から供給される電力を昇圧して直流リンクＤＬに出力する。

制御部３６は、例えば、モータ制御部と、ブレーキ制御部と、バッテリ・ＶＣＵ制御部と、診断装置１００とを備える。モータ制御部、ブレーキ制御部、及びバッテリ・ＶＣＵ制御部は、それぞれ別体の制御装置、例えば、モータＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、バッテリＥＣＵといった制御装置に置き換えられてもよい。なお、診断装置１００の機能の一部は、例えば、車両１０とネットワークを介して通信可能なセンターサーバや、充電器２００に設けられてもよい。この例については後述する。

モータ制御部は、車両センサ２０の出力に基づいて、モータ１２を制御する。ブレーキ制御部は、車両センサ２０の出力に基づいて、ブレーキ装置１６を制御する。バッテリ・ＶＣＵ制御部は、バッテリ４０に取り付けられたバッテリセンサ４２の出力に基づいて、バッテリ４０の充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出し、ＶＣＵ３４及び表示装置６０に出力する。充電率とは、ある時点における二次電池の充電の状態において、完全放電（０％）と満充電（１００％）の間のどこにあるかを示す情報である。ＶＣＵ３４は、バッテリ・ＶＣＵ制御からの指示に応じて、直流リンクＤＬの電圧を上昇させる。

バッテリ４０は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。バッテリ４０には、車両１０の外部に設けられた充電器２００から導入される電力を蓄え、車両１０の走行のための放電を行う。バッテリセンサ４２は、例えば、電流センサ、電圧センサ、及び温度センサを備える。バッテリセンサ４２は、例えば、バッテリ４０の電流値、電圧値、温度を検出する。バッテリセンサ４２は、検出した電流値、電圧値、温度等を制御部３６及び表示装置６０に出力する。

通信装置５０は、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網を接続するための無線モジュールを含む。通信装置５０は、例えば診断装置１００により得られた情報を、ネットワークを介してセンターサーバなどのサーバーに送信する。また、通信装置５０は、ネットワークを介してサーバーから送信された情報を受信する。通信装置５０は、受信した情報を表示装置６０に出力する。

表示装置６０は、例えば、表示部６２と、表示制御部６４と、を備える。表示部６２は、表示制御部６４の制御に応じた情報を表示する。表示制御部６４は、制御部３６及び通信装置５０から出力される情報に応じて、例えばバッテリ４０の劣化度合いを示す情報を表示部６２に表示させる。また、表示制御部６４は、車両センサ２０から出力された車速等を表示部６２に表示させる。

また、表示装置６０は、診断装置１００の制御に基づき、後述する「ＳＯＨ算出充電」を行ってもよいか否かをユーザに選択してもらうための情報を表示部６２に表示させてもよい。例えば、表示装置６０は、車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力が無い場合、「ＳＯＨ算出充電」を行ってもよいか否かをユーザに選択してもらうための情報を表示部６２に表示させてもよい。なおこれら情報は、後述する第２表示装置９５に表示されてもよい。

入力装置６７は、例えば、表示装置６０の表示部６２または後述する第２表示装置９５に重ねて設けられたタッチパネル式の入力装置である。入力装置６７は、車両１０に対するユーザの入力を受け付ける。例えば、入力装置６７は、車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力を受け付ける。「次回出発時刻に関する入力」とは、次回出発時刻を直接に指定するユーザの入力に限定されず、車両１０に設けられた空調機（エアコン）の運転開始時刻を指定（予約）する入力など、次回出発時刻を間接的に示す入力でもよい。入力装置６７は、受け付けたユーザの入力を示す情報を、制御部３６に出力する。

また、入力装置６７は、「ＳＯＨ算出充電」を行ってもよいか否かをユーザに選択してもらうための情報が表示部６２に表示される場合、「ＳＯＨ算出充電」を行ってもよいか否かを選択するユーザの入力を受け付けてもよい。なお、入力装置６７は、タッチパネル式の入力装置に限らず、音声式の入力装置やその他の入力装置でもよい。

充電口７０は、車両１０の車体外部に向けて設けられている。充電口７０は、充電ケーブル２２０を介して充電器２００に接続される。充電ケーブル２２０は、第１プラグ２２２と第２プラグ２２４を備える。第１プラグ２２２は、充電器２００に接続され、第２プラグ２２４は、充電口７０に接続される。充電器２００から供給される電気は、充電ケーブル２２０を介して充電口７０に供給される。

また、充電ケーブル２２０は、電力ケーブルに付設された信号ケーブルを含む。信号ケーブルは、車両１０と充電器２００の間の通信を仲介する。したがって、第１プラグ２２２と第２プラグ２２４のそれぞれには、電力コネクタと信号コネクタが設けられている。

コンバータ７２は、バッテリ４０と充電口７０の間に設けられる。コンバータ７２は、充電口７０を介して充電器２００から導入される電流、例えば交流電流を直流電流に変換する。コンバータ７２は、変換した直流電流をバッテリ４０に対して出力する。

図２は、車両１０の車室内の構成を例示した図である。図２に示すように、車両１０には、例えば、車両１０の操舵を制御するステアリングホイール９１と、車外と車室内とを区分するフロントウインドシールド９２と、インストルメントパネル９３とが設けられる。フロントウインドシールド９２は、光透過性を有する部材である。

また、表示装置６０の表示部６２は、車室内のインストルメントパネル９３における運転席９４の正面付近に設けられる。表示部６２は、運転者がステアリングホイール９１の間隙から、或いはステアリングホイール９１越しに視認可能である。また、インストルメントパネル９３の中央には、第２表示装置９５が設けられる。第２表示装置９５は、例えば、車両１０に搭載されるナビゲーション装置（不図示）により実行されるナビゲーション処理に対応する画像を表示したり、テレビ電話における相手の映像等を表示したりする。また、第２表示装置９５は、テレビ番組を表示したり、ＤＶＤを再生したり、ダウンロードされた映画等のコンテンツを表示してもよい。

図３は、表示部６２に表示される画面の一例を示す図である。図３に示すように、表示部６２には、例えば、バッテリ４０の劣化度合い（劣化状態）Ｔ１及びバッテリ充電率メータＭ１が表示される。劣化度合いとは、例えば、現在の満充電容量と初期の満充電容量との比（以下、「最大容量比」と称する）である。つまり、劣化度合いは、現在の満充電容量が初期の満充電容量に比べて劣化した割合を示す。劣化度合いＴ１は数字によって表示され、バッテリ充電率メータＭ１はメータによって表示される。例えば、図３では、劣化度合いＴ１は、現在の満充電容量が初期の満充電容量に比べ１０％劣化した状態（最大容量比が９０％）であることを示している。例えば、バッテリ充電率メータＭ１は、バッテリ４０が満充電されている場合（充電率が１００％の場合）、メータの“Ｆ”の値を示す。例えば、バッテリ充電率メータＭ１は、バッテリ４０が完全に放電している場合（充電率が０％の場合）、メータの“Ｅ”の値を示す。

図４は、診断装置１００の機能構成の一例を示す図である。診断装置１００は、例えば、記憶部１１０、情報取得部１２０、推定部１３０、充電制御部１４０、導出部１５０、及び学習部１６０を備える。診断装置１００は、「診断システム」の一例である。また、診断装置１００は、「学習装置」または「学習システム」と称されてもよい。

記憶部１１０は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。記憶部１１０は、車両行動履歴情報Ｈ１と、バッテリ劣化度合い履歴情報Ｈ２（以下、「劣化度合い履歴情報Ｈ２」と称する）とを記憶する。車両行動履歴情報Ｈ１は、車両１０の過去の行動履歴を示す履歴情報である。例えば、車両行動履歴情報Ｈ１は、ユーザによる車両１０の使用履歴に相当する情報であり、車両１０の走行及び停止（駐車を含む）などが時系列で記憶された情報である。劣化度合い履歴情報Ｈ２は、過去の複数の時点で導出部１５０により導出されたバッテリ４０の劣化度合いを示す履歴情報である。例えば、劣化度合い履歴情報Ｈ２は、過去の各時点において、バッテリ４０の新品状態からの経過時間とバッテリ４０の劣化度合いとが対応付けられた情報（図８中に示す白丸印に相当する情報）である。

診断装置１００の記憶部１１０以外の構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。なお、診断装置１００自体が、制御部３６のソフトウェア機能であってもよい。

情報取得部１２０は、入力装置６７に対して行われたユーザの入力を示す情報を、入力装置６７から受信することで取得する。例えば、情報取得部１２０は、入力装置６７に対して行われた車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力に基づき、車両１０の次回出発時刻を示す情報を取得する。情報取得部１２０は、取得した車両１０の次回出発時刻を示す情報を、充電制御部１４０に出力する。ただし、情報取得部１２０は、必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。

推定部１３０は、例えば情報取得部１２０により車両１０の次回出発時刻を示す情報が取得されない場合、記憶部１１０に記憶された車両行動履歴情報Ｈ１と、その時点の状況（季節や曜日、時間帯、車両１０の位置など）に基づき、車両１０の次回出発時刻を推定する。例えば、推定部１３０は、現在の季節や曜日、時間帯、車両１０の位置を示す状況と、それに類似する過去の状況における車両１０の行動パターンとに基づき、車両１０の次回出発時刻を推定する。推定部１３０は、所定のアルゴリズムによって実現されてもよく、車両行動履歴情報Ｈ１を教師データとして機械学習されたニューラルネットワークにより構成された学習済みモデルにより実現されてもよい。この場合、学習済みモデルは、季節や曜日、時間帯、車両１０の位置などが入力データとして入力されると、車両１０の次回出発時刻の推定値を出力データとして出力するモデルである。推定部１３０は、推定した車両１０の次回出発時刻を、充電制御部１４０に出力する。

充電制御部１４０は、車両１０と充電器２００とが接続された場合、充電器２００からバッテリ４０への充電を制御する。

本実施形態では、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、後述するＳＯＨ算出充電を行うか否かを決定する。言い換えると、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、通常充電（普通充電）を行うか、ＳＯＨ算出充電を行うかを選択する。

図５は、充電制御部１４０により選択される２つの充電方式を示す図である。図５中の（ａ）は、通常充電を示す図である。図５中の（ｂ）は、ＳＯＨ算出充電を示す図である。なお、図５の縦軸のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）とは、バッテリ４０に電圧および電流が印可されていない状態でのバッテリ４０の電圧を意味する。

「通常充電」とは、バッテリ４０の充電時間の途中（すなわちバッテリ４０の充電開始から目標充電率に達するバッテリ４０の充電完了までの間）に、バッテリ４０の充電を休止させる充電休止期間が存在しない充電を意味する。言い換えると、通常充電では、バッテリ４０の充電開始から、目標充電率に達するバッテリ４０の充電完了まで充電器２００から連続してバッテリ４０に充電電力が供給される。「目標充電率」とは、バッテリ４０の充電率の目標値であり、固定値に限らず、バッテリ４０の状態や周囲環境などに応じて設定される可変値でもよい。目標充電率は、１００％に限らず、８０％や９０％など、１００％以外の値でもよい。目標充電率のこれら定義は、ＳＯＨ算出充電でも同様である。

「ＳＯＨ算出充電」とは、バッテリ４０の劣化度合い（ＳＯＨ：State Of Health）の算出に適した充電方式である。ＳＯＨ算出充電では、バッテリ４０の充電時間の途中（すなわちバッテリ４０の充電開始から目標充電率に達するバッテリ４０の充電完了までの間）に、バッテリ４０の充電を休止させる１回以上の充電休止期間（第１充電休止期間）Ｒ１が設けられる充電である。すなわち、充電休止期間Ｒ１は、前記充電時間に含まれる第１充電期間Ｃ１と第２充電期間Ｃ２との間に設定される。第１充電期間Ｃ１および第２充電期間Ｃ２の各々は、充電器２００からバッテリ４０へ充電電力が供給される期間である。一方で、充電休止期間Ｒ１は、充電器２００からバッテリ４０への充電電力の供給が停止される期間である。充電休止期間Ｒ１は、バッテリ４０の状態が安定するのに十分な時間（例えば１時間）である。ＳＯＨ算出充電は、「特定充電」の一例である。

本実施形態のＳＯＨ算出充電では、バッテリ４０の充電開始前（すなわち、第１充電期間Ｃ１よりも前）と、バッテリ４０の充電完了後（すなわち、第２充電期間Ｃ２よりも後、言い換えると、目標充電率までバッテリ４０が充電された後）とのうち少なくとも一方にも充電休止期間（第２充電休止期間）Ｒ２が設けられる。充電休止期間Ｒ２は、上述した充電休止期間Ｒ１と同様に、充電器２００からバッテリ４０への充電電力の供給が停止される期間である。充電休止期間Ｒ２は、バッテリ４０の状態が安定するのに十分な時間（例えば１時間）である。

図５に示す例は、バッテリ４０の充電完了後に充電休止期間Ｒ２が設けられる場合を示す。すなわち、充電休止期間Ｒ２は、バッテリ４０の充電完了後であって車両１０の次回出発時刻の前に設定される。以下では、図５に示すようにバッテリ４０の充電完了後に充電休止期間Ｒ２が設けられる場合を例に説明する。また以下では、説明の便宜上、「充電休止期間Ｒ１」を「第１充電休止期間Ｒ１」と称し、「充電休止期間Ｒ２」を「第２充電休止期間Ｒ２」と称する。

充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力がある場合、情報取得部１２０により取得された車両１０の次回出発時刻を示す情報（ユーザにより直接指定された次回出発時刻又は空調機の運転開始時刻など）に基づき、ＳＯＨ算出充電を行うか否かを決定する。また、充電制御部１４０は、例えば車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力がない場合、推定部１３０により推定された車両１０の次回出発時刻に基づき、ＳＯＨ算出充電を行うか否かを決定する。

本実施形態では、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率までバッテリ４０を充電しても所定時間以上の余裕がある場合、ＳＯＨ算出充電を行うことを決定する。「所定時間」は、例えば、第１充電休止期間Ｒ１と第２充電休止期間Ｒ２との合計時間である。すなわち、「所定時間以上の余裕がある場合」とは、車両１０の次回出発時刻までの残り時間が、充電休止期間Ｒ１，Ｒ２と、目標充電率までバッテリ４０を充電するための必要時間（充電時間）との合計値よりも長い場合である。

一方で、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率までバッテリ４０を充電すると所定時間以上の余裕がない場合、通常充電を行うことを決定する。「所定時間以上の余裕がない場合」とは、車両１０の次回出発時刻までの残り時間が、充電休止期間Ｒ１，Ｒ２と、目標充電率までバッテリ４０を充電するための必要時間（充電時間）との合計値よりも短い場合である。

なお上記に代えて、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間と、充電開始時のバッテリ４０の温度とに基づき、ＳＯＨ算出充電を行うか否かを決定してもよい。すなわち、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、バッテリ４０を目標充電率まで充電しても所定時間以上の余裕がある場合であっても、充電開始時のバッテリ４０の温度が閾値未満の場合、通常充電を行うことを決定してもよい。

また、充電制御部１４０は、ＳＯＨ算出充電を行うことが決定された場合、バッテリ４０の充電を開始し、第１充電休止期間Ｒ１よりも前のバッテリ４０の充電時間におけるバッテリ４０の温度に基づき、ＳＯＨ算出充電を継続するか否かを決定してもよい。すなわち、充電制御部１４０は、第１充電休止期間Ｒ１よりも前のバッテリ４０の充電時間においてバッテリ４０の温度が閾値未満である場合（例えば、充電休止期間Ｒ１の直前になってもバッテリ４０の温度が閾値以上にならない場合）、ＳＯＨ算出充電を中止し、通常充電に切り替えることを決定してもよい。

また、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間と、充電器２００が出力可能な充電電力の大きさとに基づき、特定充電を行うか否かを決定してもよい。すなわち、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、バッテリ４０を目標充電率まで充電しても所定時間以上の余裕がある場合であっても、充電器２００が出力可能な充電電力の大きさが閾値未満である場合、通常充電を行うことを決定してもよい。

次に、充電制御部１４０により設定される第１充電休止期間Ｒ１について詳しく説明する。充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電率の遷移範囲（充電率０％から１００％の範囲）に、バッテリ４０の充電率と電圧との関係がバッテリ４０の劣化の前後で所定値を超えて変わる特定領域がある場合、バッテリ４０の充電率が前記特定領域に達する前、又は前記特定領域を超えた後に第１充電休止期間Ｒ１を設ける。

図６は、バッテリ４０の劣化の前後におけるバッテリ４０の充電率と電圧（セル電圧）との関係（ＳＯＣ−ＯＣＶカーブ）の一例を示す図である。図６に示す例では、バッテリ４０の充電率が３５％以上、且つ、６８％未満の領域（特定領域）ＳＲで、バッテリ４０の充電率と電圧との関係がバッテリ４０の劣化の前後で比較的大きく異なる（所定値を超えて異なる）。一方で、バッテリ４０の充電率が３５％未満の領域、及び、６８％以上の領域では、バッテリ４０の充電率と電圧との関係は、バッテリ４０の劣化の前後でそこまで大きく異ならない（所定値を超えて異ならない）。そのため、図６に示す例のバッテリ４０に対しては、充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電率が３５％に達する前、またはバッテリ４０の充電率が６８％を超えた後に第１充電休止期間Ｒ１を設定する。なお、バッテリ４０の特定領域ＳＲを示す情報は、記憶部１１０に予め記憶されている。

図７は、バッテリ４０の充電率と第１充電休止期間Ｒ１の設定位置との関係の一例を示す図である。図７に示す例は、バッテリ４０の充電率が５０％の状態で車両１０と充電器２００とが接続され、充電が開始される場合である。バッテリ４０の充電率が５０％の場合、特定領域ＳＲに該当する。このため、充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電開始前には、第１充電休止期間Ｒ１を設定しない。充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電が進み、例えばバッテリ４０の充電率が７０％を超えた後に、第１充電休止期間Ｒ１を設ける。

次に、導出部１５０について説明する。導出部１５０は、バッテリ４０の充電率の変化量と、バッテリ４０の充電電流の積算値とに基づいて、バッテリ４０の劣化度合いを導出する。例えば、導出部１５０は、第１充電休止期間Ｒ１に含まれる第１時点でのバッテリ４０の第１充電率と、バッテリ４０の充電時間の開始前又は完了後（すなわち、充電休止期間Ｒ１の前に設定される第１充電期間Ｃ１の開始前又は充電休止期間Ｒ１の後に設定される第２充電期間Ｃ２の終了後）である第２時点でのバッテリ４０の第２充電率と、前記第１時点と前記第２時点との間のバッテリ４０の充電電流の積算値とに基づき、バッテリ４０の劣化度合いを導出する。

本実施形態では、導出部１５０は、充電時間の途中に設けられる第１充電休止期間Ｒ１に含まれる第１時点でのバッテリ４０の第１充電率と、充電完了後に設けられる第２充電休止期間Ｒ２に含まれる第２時点でのバッテリ４０の第２充電率と、前記第１時点と前記第２時点との間のバッテリ４０の充電電流の積算値とに基づき、バッテリ４０の劣化度合いを導出する。例えば、導出部１５０は、前記第１時点と前記第２時点との間のバッテリ４０の充電電流の積算値（ΔＩ［Ａｈ］）を、バッテリ４０の第１充電率とバッテリ４０の第２充電率との差分（ΔＳＯＣ［％］）で除算した値に基づき、バッテリ４０の劣化度合いを導出する。

本実施形態では、導出部１５０は、第１充電休止期間Ｒ１の開始からバッテリ４０の状態が安定するのに十分な時間（第１待機時間）を空けた後にバッテリセンサ４２から出力された情報に基づき、バッテリ４０の第１充電率を検出する。また、導出部１５０は、第２充電休止期間Ｒ２の開始からバッテリ４０の状態が安定するのに十分な時間（第２待機時間）を空けた後にバッテリセンサ４２から出力された情報に基づき、バッテリ４０の第２充電率を検出する。

導出部１５０は、導出部１５０により導出されたバッテリ４０の劣化度合いと、バッテリ４０の新品状態からの経過時間とを対応付けて、劣化度合い履歴情報Ｈ２に情報を追加する。これにより、劣化度合い履歴情報Ｈ２に、バッテリ４０の劣化度合いとバッテリ４０の新品状態からの経過時間とが対応付けられた情報が蓄積される。

次に、学習部１６０について説明する。学習部１６０は、記憶部１１０に記憶された劣化度合い履歴情報Ｈ２に基づき、バッテリ４０の劣化度合いを学習する。例えば、学習部１６０は、劣化度合い履歴情報Ｈ２として蓄積された情報（複数の時点のバッテリ４０の劣化度合い）に対してクラスタリング処理などの統計処理を行う。これにより、学習部１６０は、バッテリ４０の劣化度合いを学習することができる。

図８は、実施形態に係るバッテリ４０の劣化度合いの具体例を示す図である。図８では、実線は、バッテリ４０の本来の劣化度合い（真値）を示す線である。図８では、白丸は、導出部１５０によって導出された劣化度合いの導出値である。図８では、点線は、導出値に最小二乗法を用いた劣化度合い（学習値）を示す線である。縦軸は、バッテリ４０の最大容量である。横軸は、バッテリ４０の新品状態からの経過時間である。なお、図８では、新品時（出荷時）のバッテリ４０の初期最大容量と、現在最大容量とが同値である場合を最大容量比の１００％とする。

図８では、導出値が時系列に沿って存在しているため、導出値に基づいた劣化度合いが二次元グラフとして描画される。このとき、導出値が少ないと、統計処理によって求められた値が離散してしまい、劣化度合いの二次元グラフがうまく描画できない場合がある。しかしながら本実施形態では、バッテリ４０の劣化度合いを導出するためにＳＯＨ充電が行われることで、多くの導出値を得ることができる。

学習部１６０は、学習したバッテリ４０の劣化度合いを示す情報を、表示制御部６４に送信する。表示制御部６４は、学習部１６０から受信したバッテリ４０の劣化度合いを示す情報を、表示部６２に表示させる（図３参照）。

図９は、実施形態に係る劣化度合いを導出する処理フローを示すフローチャートである。図９のフローチャートは、例えば、車両１０と充電器２００とが接続されることで開始される。

まず、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻を示す情報を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力がある場合、車両１０の次回出発時刻を示す情報を情報取得部１２０から取得する。一方で、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻に関するユーザの入力がない場合、推定部１３０により推定された車両１０の次回出発時刻を推定部１３０から取得する。

次に、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、ＳＯＨ算出充電を行うか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率までバッテリ４０を充電しても所定時間以上の余裕がある場合、ＳＯＨ算出充電を行うことを決定する。一方で、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率までバッテリ４０を充電すると所定時間以上の余裕がない場合、ＳＯＨ算出充電を行わない（通常充電を行う）ことを決定する。

充電制御部１４０は、ＳＯＨ算出充電を行うことを決定した場合、ＳＯＨ算出充電を実行する（Ｓ１０３）。具体的には、充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電率の遷移範囲に、バッテリ４０の充電率と電圧との関係がバッテリ４０の劣化の前後で所定値を超えて変わる特定領域ＳＲが存在する場合、特定領域ＳＲを避けたところに、第１充電休止期間Ｒ１を設定する。そして、充電制御部１４０は、第１充電休止期間Ｒ１が設定された充電率までバッテリ４０の充電を行い、第１充電休止期間Ｒ１が設定された充電率に達した後にバッテリ４０の充電を休止させる。そして、第１充電休止期間Ｒ１において、バッテリ４０のＯＣＶが安定した後にバッテリ４０の正確な充電率が検出される。

充電制御部１４０は、バッテリ４０のＯＣＶが安定した後にバッテリ４０の充電率が検出された後、バッテリ４０の充電を再開し、目標充電率までバッテリ４０を充電させる。そして、充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電を休止させる。そして、第２充電休止期間Ｒ２において、バッテリ４０のＯＣＶが安定した後にバッテリ４０の正確な充電率が検出される。

導出部１５０は、ＳＯＨ算出充電が実行された場合、第１充電休止期間Ｒ１でバッテリ４０のＯＣＶが安定した後に検出されたバッテリ４０の充電率と、第２充電休止期間Ｒ２でバッテリ４０のＯＣＶが安定した後に検出されたバッテリ４０の充電率と、その間の充電電流の積算値とに基づき、バッテリ４０の劣化度合いを導出する（ステップＳ１０４）。

学習部１６０は、導出部１５０によりバッテリ４０の劣化度合いの導出値が新しく導出された場合、新しく導出された導出値に基づき学習を行う（ステップＳ１０５）。これにより、バッテリ４０の劣化度合いの学習値が新しく求まる。

一方で、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率までバッテリ４０を充電すると所定時間以上の余裕がない場合、通常充電を行うことを決定する。充電制御部１４０は、通常充電を行うことを決定した場合、通常充電を実行する（ステップＳ１０６）。この場合、充電制御部１４０は、充電時間の途中に充電休止期間を設けることなく、目標充電率までバッテリ４０を充電する。

このように構成された診断装置１００によれば、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度の向上を図ることができる。ここで比較例として、通常充電のみが行われる場合について考える。この場合、例えばＯＣＶが安定しない状態でバッテリ４０の充電率が検出されるため、バッテリ４０の劣化度合いを高精度で導出することが難しい場合がある。

一方で、本実施形態では、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、バッテリ４０の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定する。このような構成によれば、長い充電時間を確保することができるとともに、バッテリ４０の状態が安定した状態（例えばＯＣＶが安定した状態）でバッテリ４０の充電率を検出することができる。このため、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度を高めることができる。

本実施形態では、充電制御部１４０は、車両１０の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率までバッテリ４０を充電しても所定時間以上の余裕がある場合に、前記特定充電を行うことを決定する。このような構成によれば、車両１０のユーザに不利益を与えることなく前記特定充電を行うことができる。

本実施形態では、充電制御部１４０は、バッテリ４０の充電率の遷移範囲に、バッテリ４０の充電率と電圧との関係がバッテリ４０の劣化の前後で所定値を超えて変わる特定領域ＳＲがある場合、バッテリ４０の充電率が特定領域ＳＲに達する前、又は特定領域ＳＲを超えた後に充電休止期間Ｒ１を設ける。このような構成によれば、バッテリ４０の充電率と電圧との関係がバッテリ４０の劣化の前後で変わりにくい充電率の領域を利用してバッテリ４０の劣化度合いを導出することができる。これにより、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度をより高めることができる。

本実施形態では、診断装置１００は、複数の時点で導出部１５０により導出されたバッテリ４０の劣化度合いを示す履歴情報に基づき、バッテリ４０の劣化度合いを学習する学習部１６０をさらに備える。このような構成によれば、例えば統計処理などにより、バッテリ４０の劣化度合いの検出精度をより高めることができる。

ここで上記比較例では、例えばバッテリ４０の充電率が５０％の状態から充電が開始されると、上記特定領域ＳＲに該当するため、検出されたバッテリ４０の充電率に大きな誤差が含まれる可能性がある。この場合、診断装置１００は、劣化度合いの導出精度を維持するため、上記充電率に基づいては劣化度合いを導出しない場合がある。その結果、車両１０の使われ方によっては、劣化度合いの導出頻度が少なくなり、学習部１６０による統計処理のための十分な劣化度合い履歴情報Ｈ２が収集されない場合がある。

しかしながら本実施形態では、充電制御部１４０により上記特定充電が行われることで、劣化度合いを導出する頻度を増やすことができる。特に本実施形態では、上記特定領域ＳＲを避けつつ、劣化度合いの導出頻度を増やすことができる。その結果、学習部１６０による統計処理のための十分な劣化度合い履歴情報Ｈ２が収集することができ、学習部１６０の学習機会を増やすことができる。そのため、学習部１６０による劣化度合いの検出精度をより高めることができる。

また、バッテリ４０の温度が低いと、バッテリ４０のＯＣＶが安定しにくい場合がある。このため、充電制御部１４０が、車両１０の次回出発時刻までの残り時間と、バッテリ４０の充電開始時の温度とに基づき、前記特定充電を行うか否かを決定すると、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度をより高めることができる場合がある。また、充電制御部１４０が、充電休止期間Ｒ１よりも前のバッテリ４０の充電時間におけるバッテリ４０の温度に基づき、前記特定充電を継続するか否かを決定すると、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度をより高めることができる場合がある。

また、充電器２００の充電電流が小さいと、電流センサのオフセット誤差が大きく影響し、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度が低下する場合がある。このため、充電制御部１４０が、車両１０の次回出発時刻までの残り時間と、充電器２００が出力可能な充電電力の大きさとに基づき、前記特定充電を行うか否かを決定すると、バッテリ４０の劣化度合いの導出精度をより高めることができる場合がある。

なお、実施形態は上記例に限定されない。例えば、充電制御部１４０は、充電率が特定領域ＳＲよりも低い状態で車両１０と充電器２００とが接続された場合、バッテリ４０の充電開始前に第１充電休止期間Ｒ１を設けてもよい。この場合、バッテリ４０の充電時間の途中に第２充電休止期間Ｒ２が設けられてもよい。すなわち、導出部１５０は、バッテリ４０の充電開始前の第１充電休止期間Ｒ１に検出されたバッテリ４０の充電率と、バッテリ４０の充電時間の途中に設けられた第２充電休止期間Ｒ２に検出されたバッテリ４０の充電率と、その間の充電電流の積算値に基づき、バッテリ４０の劣化度合いを導出してもよい。

また、診断装置１００の推定部１３０、導出部１５０、及び学習部１６０は、車両１０に設けられることに代えて、例えば、車両１０がネットワークを介して通信可能なセンターサーバや充電器２００に設けられてもよい。また、充電制御部１４０は、車両１０に設けられることに代えて、充電器２００に設けられてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１０…車両
１２…モータ
１４…駆動輪
１６…ブレーキ装置
２０…車両センサ
３０…ＰＣＵ
３２…変換器
３４…ＶＣＵ
３６…制御部
４０…バッテリ
４２…バッテリセンサ
５０…通信装置
６０…表示装置
６２…表示部
６４…表示制御部
７０…充電口
７２…コンバータ
９１…ステアリングホイール
９２…フロントウインドシールド
９３…インストルメントパネル
９４…運転席
９５…第２表示装置
１００…診断装置
１１０…記憶部
１２０…情報取得部
１３０…推定部
１４０…充電制御部
１５０…導出部
１６０…学習部
２００…充電器
２２０…充電ケーブル
２２２…第１プラグ
２２４…第２プラグ

Claims (13)

1. 車両と前記車両の外部に設けられた充電器とが接続された場合に、前記充電器から前記車両に搭載された二次電池への充電を制御する充電制御部と、
   前記二次電池の充電率の変化量と、前記二次電池の充電電流の積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化度合いを導出する導出部と、
   を備え、
   前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、前記二次電池の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定する、
   診断システム。
2. 前記導出部は、前記充電休止期間に含まれる第１時点での前記二次電池の充電率と、前記充電休止期間の前に設定される第１充電期間の開始前又は前記充電休止期間の後に設定される第２充電期間の終了後である第２時点での前記二次電池の充電率と、前記第１時点と前記第２時点との間の前記二次電池の充電電流の積算値とに基づき、前記二次電池の劣化度合いを導出する、
   請求項１記載の診断システム。
3. 前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に対して、目標充電率まで前記二次電池を充電しても所定時間以上の余裕がある場合に、前記特定充電を行うことを決定する、
   請求項１又は２に記載の診断システム。
4. 前記充電休止期間は、前記二次電池の状態が安定するのに十分な時間である、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の診断システム。
5. 前記充電制御部は、前記二次電池の充電率の遷移範囲に、前記二次電池の充電率と電圧との関係が前記二次電池の劣化の前後で所定値を超えて変わる特定領域がある場合、前記二次電池の充電率が前記特定領域に達する前、又は前記特定領域を超えた後に前記充電休止期間を設ける、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の診断システム。
6. 複数の時点で前記導出部により導出された前記二次電池の劣化度合いを示す履歴情報に基づき、前記二次電池の劣化度合いを学習する学習部をさらに備えた、
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の診断システム。
7. 前記車両の次回出発時刻に関するユーザの入力に基づき、前記車両の次回出発時刻を示す情報を取得する情報取得部をさらに備え、
   前記充電制御部は、前記情報取得部により取得された前記車両の次回出発時刻を示す情報に基づき、前記特定充電を行うか否かを決定する、
   請求項１から６のうちいずれか１項に記載の診断システム。
8. 前記車両の過去の行動履歴に基づき、前記車両の次回出発時刻を推定する推定部をさらに備え、
   前記充電制御部は、前記推定部により推定された前記車両の次回出発時刻に基づき、前記特定充電を行うか否かを決定する、
   請求項１から７のうちいずれか１項に記載の診断システム。
9. 前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間と、充電開始時の前記二次電池の温度とに基づき、前記特定充電を行うか否かを決定する、
   請求項１から８のうちいずれか１項に記載の診断システム。
10. 前記充電制御部は、前記特定充電を行うことが決定された場合、前記二次電池の充電を開始し、前記充電休止期間よりも前の前記二次電池の充電時間における前記二次電池の温度に基づき、前記特定充電を継続するか否かを決定する、
    請求項１から９のうちいずれか１項に記載の診断システム。
11. 前記充電制御部は、前記車両の次回出発時刻までの残り時間と、前記充電器が出力可能な充電電力の大きさとに基づき、前記特定充電を行うか否かを決定する、
    請求項１から１０のうちいずれか１項に記載の診断システム。
12. １又は複数のコンピュータが、
    車両と前記車両の外部に設けられた充電器とが接続された場合に、前記充電器から前記車両に搭載された二次電池への充電を制御し、
    前記二次電池の充電率の変化量と、前記二次電池の充電電流の積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化度合いを導出し、
    前記充電を制御することは、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、前記二次電池の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定することを含む、
    診断方法。
13. １又は複数のコンピュータに、
    車両と前記車両の外部に設けられた充電器とが接続された場合に、前記充電器から前記車両に搭載された二次電池への充電を制御させ、
    前記二次電池の充電率の変化量と、前記二次電池の充電電流の積算値とに基づいて、前記二次電池の劣化度合いを導出させ、
    前記充電を制御させることは、前記車両の次回出発時刻までの残り時間に基づいて、前記二次電池の充電時間の途中に充電休止期間を設けた特定充電を行うか否かを決定させることを含む、
    プログラム。

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