WO2013137141A1 - バッテリの残存容量算出装置及びバッテリの残存容量算出方法 - Google Patents

バッテリの残存容量算出装置及びバッテリの残存容量算出方法 Download PDF

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力 曽我
敦史 ▲高▼野
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Definitions

  • the present invention relates to the calculation of the remaining capacity of a battery.
  • a method of detecting a charge / discharge current (hereinafter simply referred to as a current) and calculating based on an integrated current value obtained by integrating the detected current, and a method of calculating based on an open circuit voltage
  • a current integrated value although a stable remaining capacity can be obtained even if there is a sudden change in load or the like, a detection error of the current tends to be accumulated.
  • the method based on the open circuit voltage can accurately obtain the remaining capacity, the calculated value largely fluctuates when there is a sudden fluctuation of load or the like.
  • the remaining capacity determined from the current integrated value and the remaining capacity determined based on the open circuit voltage estimated based on the internal resistance Weights are synthesized using weights set in accordance with the current change rate.
  • the calculation accuracy of the remaining capacity is enhanced by taking advantage of the calculation method based on the current integrated value and the calculation method based on the open circuit voltage.
  • the calculation method based on the current integrated value is based on the remaining capacity (SOC) estimated at the timing when the open voltage can be measured as at the start, and the remaining value obtained by dividing the current integrated value by the estimated full charge capacity.
  • the remaining capacity is calculated using the capacity change amount (SOC change amount). Therefore, for example, when the full charge capacity decreases due to a battery failure, calculation is performed using a full charge capacity estimated value larger than the true full charge capacity, and the remaining capacity change amount is a value smaller than the true change amount It will As a result, the remaining capacity larger than the true remaining capacity is calculated, and the error with respect to the true remaining capacity increases as charge and discharge continue.
  • An object of the present invention is, therefore, to suppress the estimation error of the remaining capacity, even if the full charge capacity is reduced due to a battery failure or the like.
  • a battery remaining capacity calculation device comprising current detection means for detecting charge and discharge current of a battery and voltage detection means for detecting a terminal voltage of the battery.
  • the remaining capacity calculation device for a battery calculates first remaining capacity calculation means for calculating a first remaining capacity based on an integrated value of charge and discharge current of the battery, and second calculates a second remaining capacity based on an open circuit voltage of the battery.
  • a remaining capacity calculation means is provided.
  • blending ratio setting means for determining the blending ratio of the second remaining capacity according to the deviation between the first remaining capacity and the second remaining capacity, and weighting combining the first remaining capacity and the second remaining capacity using the blending ratio And third remaining capacity calculation means. Then, the blending ratio setting means increases the blending ratio as the deviation between the first remaining capacity and the second remaining capacity increases.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control block diagram showing an example of the SOC calculation algorithm.
  • FIG. 3 is an example of a map showing the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC.
  • FIG. 4 is a time chart in the case where the full charge capacity rapidly decreases during discharge.
  • FIG. 5 is a view showing an example of a blending rate map for use during discharge.
  • FIG. 6 is a view showing an example of a blending rate map for charging.
  • FIG. 7 is a flowchart of the SOC calculation algorithm.
  • FIG. 8 is a time chart when the battery is normal.
  • FIG. 9 is a time chart in the case where the full charge capacity suddenly decreases halfway.
  • FIG. 8 is a time chart when the battery is normal.
  • FIG. 9 is a time chart in the case where the full charge capacity suddenly decreases halfway.
  • FIG. 8 is a time chart when the battery is normal.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the limited range of the estimated value based on the current integrated value.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an algorithm for estimating the full charge capacity.
  • FIG. 12 is a time chart in the case where a limitation range is provided for the estimated value based on the current integrated value.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram when the present invention is applied to an electric vehicle.
  • the present system estimates the battery 1, the load 5 operated by the power supplied from the battery 1, and the remaining capacity of the battery 1 (the ratio of the remaining capacity to the full charge capacity, hereinafter referred to as SOC (State of Charge)) And a vehicle control controller (hereinafter referred to as a vehicle control ECU) 3 for controlling the load 5 based on the estimated value of the SOC.
  • the load 5 is, for example, a drive motor as a drive source of the vehicle.
  • the battery 1 is configured to include a plurality of unit cells, and is configured, for example, by connecting a plurality of unit cells in series and parallel (a plurality of parallel bodies in which a plurality of batteries are connected in parallel are connected in series).
  • the battery ECU 2 calculates an SOC estimated value based on detection signals of a voltage sensor 7 that detects a terminal voltage CCV of the battery 1 and a current sensor 8 that detects a charge / discharge current of the battery 1. The specific calculation content will be described later.
  • the battery ECU 2 is configured by a microcomputer including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). It is also possible to configure the battery ECU 2 with a plurality of microcomputers. The same applies to a vehicle control ECU 3 described later.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • I / O interface input / output interface
  • the SOC estimated value calculated by the battery ECU 2 is transmitted to the vehicle control ECU 3 and the meter 4 by communication with the battery ECU 2 and CAN (Controller Area Network).
  • CAN Controller Area Network
  • the vehicle control ECU 3 determines whether or not the SOC is sufficient based on the estimated SOC value transmitted from the battery ECU 2. If the SOC is insufficient, for example, the power consumption of the load 5 is limited.
  • the meter 4 displays the SOC estimated value to the driver.
  • the battery ECU 2 sets the upper limit value of the power consumption set by the vehicle control ECU 3 in order to keep the terminal voltage of the battery 1 within the allowable range.
  • FIG. 2 is a control block diagram showing an example of an SOC calculation algorithm in the battery ECU 2.
  • This algorithm calculates SOC estimation value SOCv based on voltage and SOC estimation value SOCi based on current integration value, and uses SOC that is weighted and combined using blend ratio ⁇ [%] set based on the difference between the two. It is assumed to be the estimated value SOC_FIN.
  • the blending ratio ⁇ is a weight of the SOC estimated value SOCv based on a voltage in weighting and combining.
  • the blend ratio means the ratio (weight) of both when weighting and combining the SOC estimated value SOCv based on a voltage and the SOC estimated value SOCi based on a current integrated value.
  • the SOCi computing unit 100 computes the SOC estimated value SOCi based on the current integrated value in the following procedure.
  • the state where the current value is approximately 0 continues for a predetermined time, such as at start-up and after low current continuation (the state where the current and the voltage generated by the internal resistance are so small that they can be ignored, polarization is eliminated.
  • the open circuit voltage is measured by measuring the terminal voltage CCV at this timing as the timing at which the open circuit voltage can be measured after the time is continued and the terminal voltage CCV becomes approximately equal to the open circuit voltage. Calculate the SOC estimated value.
  • the full charge capacity is also calculated in advance. The full charge capacity uses, for example, the amount of change ⁇ Ah of the integrated current value [Ah] from the time when the open circuit voltage was measured last time to the time when the open circuit voltage was measured this time To calculate from equation (1).
  • the SOC estimated value SOCi based on the current integration I assume.
  • the method of calculating the SOC estimated value SOCi based on the current integration is not limited to the above.
  • the open circuit voltage is measured in the same manner as described above to calculate the SOC estimated value based on the open circuit voltage, and the SOC change amount corresponding to the current integrated value from the time of calculating the SOC estimated value to the present is subtracted to obtain SOCi. It may be calculated.
  • the SOC change amount corresponding to the current integrated value can be calculated, for example, from a map that represents the correlation between the current integrated value and the SOC change amount obtained in advance by experiment or the like.
  • the degree of deterioration of the battery is correlated with the internal resistance of the battery. Therefore, if the relationship between the current integrated value and the SOC change amount according to the internal resistance of the battery is stored in advance as a map, and the map stored in advance based on the current integrated value actually detected is referred to, The SOC change amount corresponding to the current integration value can be obtained. That is, it is not necessary to directly use the full charge capacity to calculate the SOC estimated value SOCi, but using the current integrated value and a parameter representing the full charge capacity (in the above example, internal resistance, that is, the degree of deterioration)
  • the estimated SOC value SOCi can be calculated according to the charge capacity. Note that the internal resistance of the battery can be easily calculated from the voltage change with respect to the current change during charge and discharge.
  • the base point is set, until the timing when the open voltage can be measured next time, the open circuit voltage is not measured, and the current integration value and the previously set full charge capacity (the base point is set).
  • the estimated value SOCi based on the full charge capacity is calculated, for example, the connection of a part of the batteries constituting the parallel body is canceled, and the full charge capacity of the battery 1 decreases during discharge. Even if there is, it will be calculated using the full charge capacity before the decrease.
  • the SOC change amount is calculated to be smaller than the true SOC change amount, and it becomes impossible to follow the true SOC decrease. Therefore, when the estimated value SOCi is displayed on the meter 4, a value larger than the true SOC will be displayed.
  • FIG. 4 is a time chart when the full charge capacity decreases at timing T1 while the battery 1 is discharging. Until timing T1, the estimated value SOCi can follow the true SOC, but after timing T1, the variation of the estimated value SOCi becomes smaller than the true SOC variation, and as the time passes, the estimated value SOCi Deviation from true SOC is increasing.
  • the SOC change amount is calculated to be smaller than the true SOC change amount also during charging, and when the estimated value SOCi is displayed on the meter 4, a value smaller than the true SOC is displayed.
  • SOCv computing unit 101 computes SOC estimated value SOCv based on the voltage according to the following procedure.
  • the terminal voltage CCV and the current I are read, and the internal resistance estimated value R is estimated from the terminal voltage CCV and the current I.
  • the open circuit voltage OCV is estimated using equation (2).
  • the value of the current I is such that the discharge direction is positive and the charge direction is negative.
  • the estimated open circuit voltage OCV is converted into an estimated value SOCv using a map showing the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC. Since the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC is determined by the characteristics of the battery, the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC is obtained in advance by experiment or the like, mapped, and stored in the SOCv computing unit 101.
  • FIG. 3 is an example of a map showing the relationship between the open circuit voltage OCV and the SOC.
  • the terminal voltage CCV is used for the calculation of the estimated value SOCv, and the terminal voltage CCV decreases accordingly as the true SOC decreases. Therefore, the estimated value SOCv accurately follows the true SOC change. However, the value fluctuates when noise is added to the measurement result of the terminal voltage CCV (it becomes oscillatory around the true value). For this reason, when the estimated value SOCv is displayed on the meter 4, for example, the SOC being displayed is temporarily increased due to the fluctuation due to noise despite the fact that the vehicle continues to travel (the battery 1 is discharged). This may cause the driver to feel uncomfortable.
  • the estimated value SOCi and the estimated value SOCv calculated as described above are read into the deviation calculation unit 102.
  • the deviation calculating unit 102 calculates a deviation (hereinafter referred to as an estimated value deviation) by subtracting the estimated value SOCv from the estimated value SOCi, and outputs the calculation result to the blend ratio ⁇ setting unit 103.
  • the blend ratio ⁇ setting unit 103 sets the blend ratio ⁇ of the estimated value SOCv using the blend ratio ⁇ setting maps of FIGS. 5 and 6 which are created and stored in advance.
  • FIG. 5 is a map used during discharging
  • FIG. 6 is a map used during charging.
  • the vertical axis is the blend ratio ⁇
  • the horizontal axis is the estimated value deviation.
  • estimated value SOCi can not follow a change in true SOC due to a rapid decrease in full charge capacity, and estimated value SOCi Is more likely to indicate a value larger than the true SOC.
  • the estimated value SOCi is unlikely to indicate a large value with respect to the true SOC. Note that “the case where the estimated value deviation is small” also includes the case where the estimated value SOCi is smaller than the estimated value SOCv.
  • the blend rate ⁇ is zero [%], and as the estimated value deviation increases between D1 and D2, the blend rate ⁇ of the estimated value SOCv increases as shown in FIG.
  • the blend ratio ⁇ is set to 100% at D2 or more.
  • the blend ratio ⁇ increases and finally becomes 100 [%], so that the SOC after weighting and combining follows the true SOC It can be done.
  • weighting and combining are performed without increasing the blend ratio ⁇ , so that the driver feels uncomfortable with the display of the meter 4 There is no
  • the estimated value deviations D1 and D2 and D3 and D4 described later are set in advance in accordance with the battery 1 to be used.
  • the estimated value SOCi can not follow the change in the true SOC due to the rapid decrease of the full charge capacity. Thus, the possibility that the estimated value SOCi indicates a value smaller than the true SOC is increased.
  • the estimated value deviation is small, or when the estimated value SOCi is larger than the estimated value SOCv, the estimated value SOCi is less likely to indicate a smaller value than the true SOC.
  • the blend rate ⁇ is zero [%], and as the estimated value deviation increases in the negative direction between D3 and D4 as shown in FIG.
  • the rate ⁇ increases, and the blend rate ⁇ is set to 100 [%] below D4.
  • the blend ratio ⁇ calculated as described above is read into the blend calculation unit 104 together with the estimated value SOCi and the estimated value SOCv.
  • the blend operation unit 104 calculates the post-combination estimated value SOC_FIN according to the equation (3).
  • the blend ratio ⁇ setting map is set so that the blend ratio ⁇ is increased as the deviation between the estimated value SOCi based solely on the current integrated value and the estimated value SOCv based on the voltage value increases, regardless of whether it is charging or discharging. Calculation load can also be reduced. According to this, if the estimated value SOCi is lower than the true SOC during discharge, or if the estimated value SOCi is higher than the true SOC during charging, that is, the blend ratio ⁇ is increased. Even if there is no problem even if there is no such problem, the blend ratio ⁇ will be increased.
  • FIG. 7 is a flowchart of the SOC calculation algorithm described above.
  • the flowchart is repeatedly executed by the battery ECU 2 at short intervals of, for example, about 10 milliseconds.
  • step S10 battery ECU 2 calculates estimated value SOCv in SOCv calculation unit 101, and calculates estimated value SOCi in SOCi calculation unit 100 in step S20. Steps S10 and S20 are in random order.
  • step S30 the deviation calculating unit 102 calculates the estimated value deviation
  • step S40 the blending ratio ⁇ setting unit 103 calculates the blending rate ⁇ based on the estimated value deviation. Do.
  • FIG. 8 and 9 are time charts when the flowchart of FIG. 7 is executed during discharging, and FIG. 8 shows a case where the battery 1 is normal and FIG. 9 shows a case where the full charge capacity of the battery 1 drops sharply. ing.
  • the solid line in the drawing indicates the estimated value SOC_FIN after synthesis, the broken line indicates the estimated value SOCv, and the alternate long and short dashed line indicates the estimated value SOCi.
  • the estimated value deviation does not exceed D1 in FIG. 5, and in FIG. 9, the estimated value deviation is D1 at timing T1 and D2 at timing T2.
  • the estimated value SOCv decreases with a slope similar to that of the estimated value SOCi as a whole, while repeatedly increasing and decreasing due to the influence of noise and the like. Therefore, since the estimated value deviation does not exceed D1 in FIG. 5 and the blend ratio ⁇ remains zero [%], the post-synthesis estimated value SOC_FIN becomes equal to the estimated value SOCi. Therefore, the display of the meter 4 does not give a sense of discomfort to the driver.
  • the slope of estimated value SOCi becomes smaller than the slope of estimated value SOCv, so the estimated value deviation increases with the passage of time.
  • the blend ratio ⁇ gradually increases between timing T1 at which the estimated value deviation is D1 and timing T2 at which the estimated value deviation becomes D2, and reaches 100 [%] at timing T2.
  • the estimated combined value SOC_FIN is equal to the estimated value SOCi before timing T1, gradually approaches the estimated value SOCv between timing T1 and timing T2, and becomes equal to the estimated value SOCv at timing T2.
  • the blend ratio ⁇ setting map in FIGS. 5 and 6 includes a region in which the blend ratio ⁇ gradually changes, even if the blend ratio ⁇ changes stepwise with a predetermined estimated value deviation as a boundary. Good.
  • the post-combination estimated value SOC_FIN is the estimated value SOCi when the estimated value deviation is equal to or less than a predetermined value, and is switched to the estimated value SOCv when the estimated value deviation exceeds the predetermined value.
  • timing T1 and timing T2 there is a section in which the estimated value SOCv increases due to the influence of noise and the like, and in this section, the blend ratio ⁇ decreases, so the estimated value after synthesis SOC_FIN is strictly shown in FIG. It does not become straight like 9
  • the transition from the estimated value SOCi to the estimated value SOCv is represented by a straight line to facilitate understanding.
  • the present embodiment is different from the first embodiment only in the method of calculating the estimated value SOCi based on the current integrated value in the SOCi computing unit 100, so the difference will be described.
  • the temperature sensor detects the battery temperature.
  • the estimated value SOCi based on the current integrated value can be obtained by dividing the current integrated value ⁇ I by the full charge capacity FullAh based on the SOC at the start of charge and discharge (SOC 100% in FIG. 10). It is determined using the SOC change amount.
  • the full charge capacity FullAh may be a full charge capacity estimation value estimated using the above equation (1), but here it is estimated by the following method.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an algorithm for estimating the full charge capacity FullAh.
  • the internal resistance calculation unit calculates the internal resistance ⁇ based on the detected values of current and voltage at the time of charge and discharge. Then, the reduction coefficient calculation unit reads the internal resistance ⁇ and the battery temperature, and using a map created and stored in advance, obtains the ratio of the internal resistance ⁇ at the new temperature and the current temperature concerned, and calculates this ratio It is converted into a reduction coefficient that represents the reduction rate (that is, deterioration rate) of the full charge capacity.
  • the map used here shows the characteristics of the internal resistance with respect to the battery temperature when new. Then, the reduction coefficient corresponding to the ratio of the internal resistance is set in advance, and the ratio is converted into the reduction coefficient based on this.
  • the description returns to the method of calculating the estimated value SOCi based on the current integration value. If the current estimated value SOCi is calculated using the SOC change amount ⁇ SOCAh based on the current integrated value ⁇ I from the previous time to the current time and the full charge capacity FullAh with respect to the previous value SOCi (n ⁇ 1) of the estimated value SOCi , SOCi '(n). Then, considering the error of the SOC change amount ⁇ SOCAh based on the error of the current integrated value ⁇ I due to the error of the current sensor 6 and the estimation error of the full charge capacity FullAh etc.
  • the shaded range hereinafter referred to as a change range).
  • the possible change in estimated value SOCi in one operation cycle from the previous time to the current can be the smallest value from the previous value SOCi (n-1) to the upper limit of the change range, and the largest previous value SOCi (n-1) To the lower limit of the change range.
  • the range (change range) in which the amount of change of the estimated value SOCi in one operation cycle can be determined in this manner is set with reference to the previous estimated value SOCi (n-1). Then, an estimated value limitation range having the same width as the change range can be set with the estimated value SOCi '(n) reduced from the previous estimated value SOCi (n-1) by the SOC change amount .DELTA.SOCAh as a center. Then, in this calculation method, the estimated value SOCv (n) obtained from the voltage is limited to a value within the estimated value restriction range which is the value that can be obtained by the current calculation, the estimated value SOCi based on the current integration value. An estimated value SOCi (n) which is a current value of the value SOCi is calculated.
  • an estimated value limitation range centered on the current estimated value SOCi '(n) calculated based on the current integration value with the previous estimated value SOCi (n-1) as a reference is set, and the estimated value SOCv Let n) be limited to the estimated value limit range to obtain the final estimated value SOCi (n) of this time.
  • the current final estimation using the estimated value SOCv (n) obtained from the open circuit voltage Determine the value SOCi (n).
  • t2 is the present estimation timing
  • t1 is the previous estimation timing
  • SOCi (n) the contents of the calculation of the estimated value SOCi (n) at the present estimation timing
  • the SOC change amount ⁇ SOCAh estimated based on the current integration value from the previous time (t1) to the current time (t2) is subtracted from the final estimated value SOCi (n) at the previous estimated timing (t1) (here, the discharge direction Since this is a change in capacity, the current estimated value SOCi '(n) is calculated by subtraction. Then, the estimated value limit range is set based on the calculated current estimated value SOCi '(n), and the estimated value SOCv (n) obtained from the open circuit voltage is limited within the estimated limit range to make the current final estimation. It is assumed that the value SOCi (n).
  • the estimated value SOCv (n) obtained from the open circuit voltage is a value larger than the estimated restricted range
  • the upper limit value of the estimated restricted range is taken as the final estimated value SOCi (n)
  • the estimated value obtained from the open circuit voltage If the value SOCv (n) is smaller than the estimated limit range, the lower limit value of the estimated limit range is taken as the final estimated value SOCi (n), and the estimated value SOCv (n) obtained from the open circuit voltage is the estimated limit range If the value is in the range, the estimated value SOCv (n) is taken as the final estimated value SOCi (n).
  • Estimated value SOCi '(n + 1) is calculated by adding change amount .DELTA.SOCAh (in this case, since it is a change in capacity in the charging direction, so as to calculate estimated value SOCi' (n + 1))
  • a range is set, and the estimated value SOCv (n + 1) obtained from the open circuit voltage is limited within the estimated limit range to obtain the next final estimated value SOCi (n + 1).
  • the above calculation is repeated at each estimation timing of the estimated value SOCi to obtain the estimated value SOCi.
  • estimated value SOCi calculated based on the current integrated value shifts so as to follow estimated value SOCv obtained from the voltage as compared with the first embodiment, and thus estimated value SOCi And the estimated value SOCv is less likely to deviate.
  • the present embodiment is different from the first and second embodiments only in the method of calculating the estimated value SOCv based on the voltage value in the SOCv computing unit 101, so the difference will be described.
  • the estimated value SOCv calculated by the same method as that of the first embodiment is subjected to filter processing to change the estimated post-synthesis value SOC_FIN displayed on the meter 4 when the blend ratio ⁇ is increased. Suppress.
  • a moving average, a weighted average, or a rate limiter with a limited change rate which will be described later, can be applied.
  • the estimated value SOCv is calculated in the same manner as in the first embodiment, and the previous value and the current value are respectively weighted and added to obtain the current estimated value SOCv.
  • the rate limiter places a limit on the amount of change from the previous estimated value SOCv, and if the amount of change from the previous value of the estimated value SOCv obtained in the current calculation exceeds the limit, It is a filter process which makes a value an estimated value SOCv of this time.
  • a blend ratio ⁇ setting unit 103 that determines the ratio ⁇ is provided. Then, blend calculation section 104 calculates weighted post-combination estimated value SOC_FIN using blend ratio ⁇ , and blend ratio ⁇ setting section 103 sets blend ratio ⁇ larger as the deviation between estimated value SOCi and estimated value SOCv increases. Do.
  • the capacity is calculated. As a result, it is possible to display the remaining capacity with high accuracy to the driver.
  • the blend ratio ⁇ setting unit sets a larger blend ratio ⁇ as the estimated value SOCi becomes larger than the estimated value SOCv during discharging, or as the estimated value SOCv becomes larger than the estimated value SOCi during charging.
  • the change range of the first remaining capacity in one operation cycle is calculate. Then, an estimated value limitation range in which a change range is set for the estimated value SOCv at the time of the previous calculation is set, and the estimated value SOCi is limited to the value of the estimated value limitation range.
  • the estimated value SOCi follows the estimated value SOCv, the opportunity for the blend ratio ⁇ to increase is reduced as compared with the case where no limitation is made.
  • the estimated value SOCv which fluctuates finely due to noise or the like, it is possible to reduce the chance of giving the driver a sense of discomfort.

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Abstract

　バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリの充放電電流の積算値に基づいて第１残存容量を算出する第１残存容量演算手段と、バッテリの開放電圧に基づいて第２残存容量を算出する第２残存容量演算手段と、第１残存容量と第２残存容量の偏差に応じて第２残存容量のブレンド率を決定するブレンド率設定手段と、ブレンド率を用いて第１残存容量と第２残存容量を重み付け合成した合成後残存容量を算出する第３残存容量演算手段を備え、ブレンド率設定手段は、第１残存容量と第２残存容量の偏差が大きいほどブレンド率を大きくする。

Description

バッテリの残存容量算出装置及びバッテリの残存容量算出方法
　本発明は、バッテリの残存容量の演算に関する。
　バッテリの残存容量を求める方法として、充放電電流（以下、単に電流と言う）を検出して、検出した電流を積算した電流積算値に基づいて算出する方法と、開放電圧に基づいて算出する方法が知られている。電流積算値に基づく方法は、負荷の急激な変動等があっても安定した残存容量が得られる反面、電流の検出誤差が累積しやすい。一方、開放電圧に基づく方法は、正確な残存容量を求めることができる反面、負荷の急激な変動等があった場合に演算値が大きく変動してしまう。
　そこで、ＪＰ２００６－３８４９５Ａの残存容量演算装置では、残存容量の推定精度を高めるために、電流積算値から求めた残存容量と、内部抵抗に基づいて推定した開放電圧に基づいて求めた残存容量とを、電流変化速度に応じて設定したウェイトを用いて重み付け合成している。
　これにより、電流積算値に基づく算出方法と開放電圧に基づく算出方法の利点を生かして、残存容量の演算精度を高めようとしている。
　ところで、電流積算値に基づく算出方法は、起動時のように開放電圧を計測できるタイミングで推定した残存容量（ＳＯＣ）を基点とし、電流積算値を満充電容量推定値で除算して求めた残存容量変化量（ＳＯＣ変化量）を用いて残存容量を算出する。したがって、例えば、電池の異常により満充電容量が低下すると、真の満充電容量より大きな満充電容量推定値を用いて演算することとなり、残存容量変化量は真の変化量より小さい値が算出されてしまう。その結果、真の残存容量よりも大きな残存容量を算出することとなり、充放電を続けるほど真の残存容量に対する誤差が大きくなる。
　しかしながら、ＪＰ２００６－３８４９５Ａの残存容量演算装置では、電流変化速度に応じて設定したウェイト用いて重み付け合成しているため、電池の異常等による満充電容量の低下が有った場合、残存容量の推定誤差が大きくなってしまう。
　本発明の目的は、したがって、電池の異常等により満充電容量の低下があっても、残存容量の推定誤差を抑制することである。
　本発明のある態様によれば、バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段を備えるバッテリの残存容量算出装置が提供される。バッテリの残存容量算出装置は、バッテリの充放電電流の積算値に基づいて第１残存容量を算出する第１残存容量演算手段と、バッテリの開放電圧に基づいて第２残存容量を算出する第２残存容量演算手段を備える。さらに、第１残存容量と第２残存容量の偏差に応じて第２残存容量のブレンド率を決定するブレンド率設定手段と、ブレンド率を用いて第１残存容量と第２残存容量を重み付け合成する第３残存容量演算手段とを備える。そして、ブレンド率設定手段は、第１残存容量と第２残存容量の偏差が大きいほどブレンド率を大きくする。
　この発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態による車両システムの構成図である。 図２は、ＳＯＣ演算アルゴリズムの一例を示す制御ブロック図である。 図３は、開放電圧ＯＣＶとＳＯＣの関係を示すマップの一例である。 図４は、放電中に満充電容量が急激に低下した場合のタイムチャートである。 図５は、放電中用のブレンド率マップの一例を示す図である。 図６は、充電中用のブレンド率マップの一例を示す図である。 図７は、ＳＯＣ演算アルゴリズムのフローチャートである。 図８は、バッテリ正常時のタイムチャートである。 図９は、満充電容量が途中で急低下した場合のタイムチャートである。 図１０は、電流積算値に基づく推定値の制限範囲について説明するための図である。 図１１は、満充電容量を推定するアルゴリズムを示すブロック図である。 図１２は、電流積算値に基づく推定値に制限範囲を設けた場合のタイムチャートである。
　図１は、本発明を電気自動車へ適用した場合のシステム構成図である。本システムは、バッテリ１と、バッテリ１から供給される電力で稼働する負荷５と、バッテリ１の残存容量（満充電容量に対する残存容量割合であり、以下、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）という）を推定するバッテリコントローラ（以下、バッテリＥＣＵという）２と、ＳＯＣの推定値に基づいて負荷５を制御する車両制御コントローラ（以下、車両制御ＥＣＵという）３を含む。負荷５は、例えば車両の駆動源としての駆動モータである。
　バッテリ１は、複数の単電池を含んで構成されており、例えば、複数の単電池を直並列に接続（複数の電池を並列接続した並列体を、複数直列接続）して構成されている。
　バッテリＥＣＵ２は、バッテリ１の端子電圧ＣＣＶを検出する電圧センサ７と、バッテリ１の充放電電流を検出する電流センサ８の検出信号に基づいて、ＳＯＣ推定値を演算する。具体的な演算内容については後述する。
　なお、バッテリＥＣＵ２は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。バッテリＥＣＵ２を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。後述する車両制御ＥＣＵ３についても同様である。
　バッテリＥＣＵ２で算出されたＳＯＣ推定値は、バッテリＥＣＵ２とＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信等により車両制御ＥＣＵ３やメータ４へ送信される。
　車両制御ＥＣＵ３は、バッテリＥＣＵ２から送信されたＳＯＣ推定値に基づいてＳＯＣが足りているか否かの判定を行ない、ＳＯＣが不足している場合には、例えば負荷５の消費電力を制限する。メータ４は、ＳＯＣ推定値を運転者に対して表示するものである。
　また、バッテリＥＣＵ２は、バッテリ１の端子電圧を許容範囲内に収めるために、車両制御ＥＣＵ３が設定する消費電力の上限値を設定する。
　図２は、バッテリＥＣＵ２内でのＳＯＣ演算アルゴリズムの一例を示す制御ブロック図である。本アルゴリズムは、電圧に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｖと、電流積算値に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｉとを演算し、両者の差に基づいて設定したブレンド率α[％]を用いて重み付け合成したものをＳＯＣ推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮとするものである。なお、ブレンド率αは、重み付け合成における、電圧に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｖの重みである。以下、本アルゴリズムの第１実施例について説明する。なお、本明細書中においてブレンド率とは、電圧に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｖと電流積算値に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｉとを重み付け合成する際の両者の比率（ウェイト）を意味する。
　ＳＯＣｉ演算部１００では、以下の手順で電流積算値に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｉを演算する。
　まず、起動時や低電流継続後等といった、電流値が略０の状態が所定時間継続した（電流と内部抵抗によって発生する電圧が無視できるほど小さい値の状態が、分極が解消される程度の時間継続した）後であって端子電圧ＣＣＶが略開放電圧に等しくなるタイミングを、開放電圧を計測できるタイミングとして、該タイミングで端子電圧ＣＣＶを計測することで開放電圧を計測し、開放電圧に基づくＳＯＣ推定値を演算しておく。また、満充電容量も予め演算しておく。満充電容量は、例えば前回開放電圧を計測した時点から今回開放電圧を計測した時点までの電流積算値[Ａｈ]の変化量△Ａｈと、開放電圧の変化から演算したＳＯＣ変化量△ＳＯＣを用いて、式（１）から演算する。
　　満充電容量推定値＝△Ａｈ／△ＳＯＣ　　　・・・（１）
　そして、今回計測した開放電圧に基づいて推定したＳＯＣを基点とし、電流積算値を満充電容量推定値で除算して得られるＳＯＣ変化量を用いて推定したＳＯＣを電流積算に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｉとする。
　ここで、電流積算に基づくＳＯＣ推定値ＳＯＣｉの算出方法は上記に限定されない。例えば、上記と同様に開放電圧を計測して開放電圧に基づくＳＯＣ推定値を演算し、ＳＯＣ推定値を演算した時点から現在までの電流積算値に対応したＳＯＣ変化量を減算して、ＳＯＣｉを算出しても良い。なお、電流積算値に対応したＳＯＣ変化量は例えば、予め実験等によって求めた電流積算値とＳＯＣ変化量との相関関係を表すマップから算出することができる。
　ここで、バッテリの劣化度（満充電容量の減少量）はバッテリの内部抵抗と相関が有ることが知られている。このため、バッテリの内部抵抗に応じた、電流積算値とＳＯＣ変化量との関係をマップとして予め記憶しておき、実際に検出された電流積算値に基づいて予め記憶したマップを参照すれば、電流積算値に対応したＳＯＣ変化量を求めることができる。すなわちＳＯＣ推定値ＳＯＣｉの算出には、必ずしも直接的に満充電容量を用いる必要は無く、電流積算値と満充電容量を表すパラメータ（上記の例では内部抵抗、すなわち劣化度）を用いれば、満充電容量に応じたＳＯＣ推定値ＳＯＣｉを算出することができる。なお、バッテリの内部抵抗は充放電時の電流変化に対する電圧変化から容易に算出することが可能である。
　この推定値ＳＯＣｉの変化速度は、真のＳＯＣ変化速度との乖離が小さいので、メータ４に表示した場合に運転者に与える違和感が小さい。
　しかし、推定値ＳＯＣｉの演算では、基点を設定した後に次回開放電圧が計測できるタイミングとなるまでは開放電圧を計測することなく、電流積算値と予め設定した満充電容量（基点を設定した際の満充電容量）に基づいた推定値ＳＯＣｉを演算しているので、例えば並列体を構成する電池のうちの一部の電池の接続が解除された等、放電中にバッテリ１の満充電容量の低下があっても、低下前の満充電容量を用いて演算することになる。その結果、例えば放電中の電流積算値の変化をＳＯＣの変化に換算する際に、ＳＯＣ変化量を真のＳＯＣ変化量より小さく演算することになり、真のＳＯＣ低下に追従できなくなる。このため、推定値ＳＯＣｉをメータ４に表示すると、真のＳＯＣより大きい値を表示することになる。
　図４は、バッテリ１の放電中に、タイミングＴ１で満充電容量が低下した場合のタイムチャートである。タイミングＴ１までは、推定値ＳＯＣｉは真のＳＯＣに追従できているが、タイミングＴ１以降は、推定値ＳＯＣｉの変化量が真のＳＯＣ変化量よりも小さくなり、時間が経過するほど推定値ＳＯＣｉと真のＳＯＣとの乖離が大きくなっている。
　また、充電中もＳＯＣ変化量を真のＳＯＣ変化量より小さく演算することになり、推定値ＳＯＣｉをメータ４に表示すると、真のＳＯＣより小さい値を表示することになる。
　一方、ＳＯＣｖ演算部１０１では、以下の手順で電圧に基づいたＳＯＣ推定値ＳＯＣｖを演算する。
　まず、端子電圧ＣＣＶ及び電流Ｉを読み込み、さらに端子電圧ＣＣＶ及び電流Ｉから内部抵抗推定値Ｒを推定する。次に、式（２）を用いて開放電圧ＯＣＶを推定する。なお、本実施例において、電流Ｉの値は放電方向を正、充電方向を負としている。
　　ＯＣＶ＝ＣＣＶ＋Ｒ×Ｉ　　　・・・（２）
　推定した開放電圧ＯＣＶを、開放電圧ＯＣＶとＳＯＣの関係を示すマップを用いて推定値ＳＯＣｖに変換する。開放電圧ＯＣＶとＳＯＣの関係は電池の特性により定まるので、予め実験等により求めてマップ化し、ＳＯＣｖ演算部１０１に記憶しておく。図３は開放電圧ＯＣＶとＳＯＣの関係を示すマップの一例である。
　推定値ＳＯＣｖの演算には端子電圧ＣＣＶを用いており、端子電圧ＣＣＶは、真のＳＯＣが低下すれば、それに伴って低下する。したがって、推定値ＳＯＣｖは真のＳＯＣ変化に精度良く追従する。ただし、端子電圧ＣＣＶの計測結果にノイズが乗った場合等に値が変動する（真値を中心に振動的になる）。このため、推定値ＳＯＣｖをメータ４に表示すると、例えば、走行し続けている（バッテリ１が放電している）にもかかわらず、ノイズによる変動によって表示されているＳＯＣが一時的に大きくなる場合が生じ、運転者に違和感を与えるおそれがある。
　上記のようにして算出された推定値ＳＯＣｉと推定値ＳＯＣｖは、偏差演算部１０２に読み込まれる。
　偏差演算部１０２では、推定値ＳＯＣｉから推定値ＳＯＣｖを減算することで偏差（以下、推定値偏差という）を演算し、演算結果をブレンド率α設定部１０３に出力する。
　ブレンド率α設定部１０３では、予め作成し記憶しておいた図５、図６のブレンド率α設定マップを用いて、推定値ＳＯＣｖのブレンド率αを設定する。図５は放電中に用いるマップ、図６は充電中に用いるマップである。いずれも縦軸がブレンド率α、横軸が推定値偏差である。
　ここで、ブレンド率α設定マップについて説明する。
　放電中は、推定値ＳＯＣｉが推定値ＳＯＣｖに対して大きく、かつ推定値偏差が大きくなるほど、急激な満充電容量の低下により推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣの変化に追従できなくなって、推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣより大きい値を示している可能性が高まる。
　一方、推定値偏差が小さい場合は、推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣに対して大きい値を示している可能性は低い。なお、「推定値偏差が小さい場合」には推定値ＳＯＣｉが推定値ＳＯＣｖより小さい場合も含む。
　そこで、ブレンド率αを、図５に示すように推定値偏差がＤ１以下ではブレンド率αはゼロ[％]、Ｄ１からＤ２の間では推定値偏差が大きくなるほど推定値ＳＯＣｖのブレンド率αも大きくなり、Ｄ２以上ではブレンド率αは１００[％]と設定する。これにより、推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣから大きく乖離している可能性が高まるほどブレンド率αは高まり、最終的には１００[％]となるので、重み付け合成後のＳＯＣを真のＳＯＣに追従させることができる。また、推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣより高い値となっている可能性が低い場合はブレンド率αを上げずに重み付け合成することになるので、運転者がメータ４の表示対して違和感を覚えることがない。
　なお、推定値偏差Ｄ１、Ｄ２及び後述するＤ３、Ｄ４については、使用するバッテリ１に応じて予め設定しておく。
　充電中には、推定値ＳＯＣｉが推定値ＳＯＣｖに対して小さく、かつ推定値偏差が負の方向に大きくなるほど、急激な満充電容量の低下により推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣの変化に追従できなくなって、推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣより小さい値を示している可能性が高まる。一方、推定値偏差が小さい場合、または推定値ＳＯＣｉが推定値ＳＯＣｖより大きい場合には、推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣに対して小さい値を示している可能性は低い。
　そこで、ブレンド率αを、図６に示すように推定値偏差がＤ３以上ではブレンド率αはゼロ[％]、Ｄ３からＤ４の間では推定値偏差が負の方向に大きくなるほど推定値ＳＯＣｖのブレンド率αは高まり、Ｄ４以下ではブレンド率αは１００[％]と設定する。これにより、放電中と同様に重み付け合成後のＳＯＣを真のＳＯＣに追従させることができる。
　上述したように算出されたブレンド率αは、推定値ＳＯＣｉ、推定値ＳＯＣｖとともにブレンド演算部１０４に読み込まれる。
　ブレンド演算部１０４は、式（３）により合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮを演算する。
　　ＳＯＣ＿ＦＩＮ＝ＳＯＣｖ×α＋ＳＯＣｉ×（１－α）　・・・（３）
　なお、充電中か放電中かによらず、単に電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉと電圧値に基づく推定値ＳＯＣｖの偏差が大きくなるほど、ブレンド率αを大きくするようにして、ブレンド率α設定マップを１つにして演算負荷を軽減することもできる。これによると、放電中に推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣより低い値となっている場合や、充電中に推定値ＳＯＣｉが真のＳＯＣより高い値となっている場合、つまりブレンド率αを増大させなくても支障が少ない場合にもブレンド率αを増大させることになる。しかしながら、充放電中に満充電容量が増大することは考え難く、上記のような状況は単にノイズ等によって一時的に推定値ＳＯＣｉと推定値ＳＯＣｖとに偏差が発生した状況であり、このような状況においては推定値ＳＯＣｉと推定値ＳＯＣｖとの偏差は比較的小さく、ブレンド率αを増大させても大きな問題は発生しない。
　図７は、上述したＳＯＣ演算アルゴリズムのフローチャートである。本フローチャートは、バッテリＥＣＵ２により例えば１０ミリ秒程度の短い間隔で繰り返し実行される。
　バッテリＥＣＵ２は、ステップＳ１０でＳＯＣｖ演算部１０１において推定値ＳＯＣｖを演算し、ステップＳ２０でＳＯＣｉ演算部１００において推定値ＳＯＣｉを演算する。なお、ステップＳ１０とＳ２０は順不同である。
　そして、ステップＳ３０で偏差演算部１０２において推定値偏差を演算し、ステップＳ４０でブレンド率α設定部１０３において推定値偏差に基づいてブレンド率αを演算し、ステップＳ５０でブレンド演算部１０４において重み付け合成を行なう。
　図８、図９は放電中に図７のフローチャートを実行した場合のタイムチャートであり、図８はバッテリ１が正常な場合、図９はバッテリ１の満充電容量が急激に低下した場合を示している。図中の実線が合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮ、破線が推定値ＳＯＣｖ、一点鎖線が推定値ＳＯＣｉを示している。なお、図８では推定値偏差は図５のＤ１を超えないものとし、図９では推定値偏差はタイミングＴ１でＤ１、タイミングＴ２でＤ２になるものとする。
　バッテリ１が正常な場合は、図８に示すように、推定値ＳＯＣｖはノイズ等の影響で増減を繰り返しつつも、全体として見ると推定値ＳＯＣｉと同様の傾きで低下している。このため推定値偏差は図５のＤ１を超えず、ブレンド率αはゼロ[％]のままとなるので、合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮは推定値ＳＯＣｉに等しくなる。したがってメータ４の表示が運転者に違和感を与えることはない。
　一方、バッテリ１の異常により満充電容量が低下した場合は、図９に示すように、推定値ＳＯＣｉの傾きが推定値ＳＯＣｖの傾きより小さくなるので、時間の経過に伴って推定値偏差が増大する。推定値偏差はＤ１となるタイミングＴ１からＤ２となるタイミングＴ２の間は、ブレンド率αが徐々に大きくなり、タイミングＴ２で１００[％]となる。その結果、合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮは、タイミングＴ１以前は推定値ＳＯＣｉと等しく、タイミングＴ１からタイミングＴ２の間で徐々に推定値ＳＯＣｖに近づき、タイミングＴ２で推定値ＳＯＣｖと等しくなる。これにより、合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮを真のＳＯＣに追従させることができる。
　なお、図５、図６のブレンド率α設定マップには、ブレンド率αが徐々に変化する領域があるが、所定の推定値偏差を境界としてブレンド率αがステップ的に変化するようにしてもよい。これによると、合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮは、推定値偏差が所定値以下では推定値ＳＯＣｉであり、推定値偏差が所定値を超えると推定値ＳＯＣｖに切り替わる。
　また、タイミングＴ１からタイミングＴ２の間には、推定値ＳＯＣｖがノイズの影響等により増加している区間があり、この区間ではブレンド率αが低下するので、合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮは厳密には図９のように直線にはならない。しかし、推定値ＳＯＣｖは振動的に増減を繰り返しつつ、全体としては低下しているので、ここでは推定値ＳＯＣｉから推定値ＳＯＣｖへの移行をわかり易くするため直線で表している。
　次に、ＳＯＣ演算アルゴリズムの第２実施例について説明する。本実施例は、ＳＯＣｉ演算部１００における電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉの算出方法のみが第１実施例と相違するので、相違点について説明する。
　本実施例では、電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉの取り得る値を制限することにより、満充電容量の急激な低下が有った場合でも、推定値ＳＯＣｉと真のＳＯＣとの乖離を小さくするものである。なお、本実施例では、温度センサによりバッテリ温度を検出する。
　図１０に示すように、電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉは、充放電開始時のＳＯＣ（図１０においてはＳＯＣ１００％）を基点とし、電流積算値∫Ｉを満充電容量ＦｕｌｌＡｈで除算して求まるＳＯＣ変化量を用いて求めるものである。
　ここで、満充電容量ＦｕｌｌＡｈの推定方法について説明する。なお、この満充電容量ＦｕｌｌＡｈは、上記式（1）を用いて推定した満充電容量推定値であっても良いが、ここでは下記の方法で推定する。
　図１１は満充電容量ＦｕｌｌＡｈを推定するアルゴリズムを示すブロック図である。
　まず、内部抵抗演算部にて、充放電時の電流、電圧の検出値に基づいて内部抵抗Ωを算出する。そして、低下係数演算部にて、内部抵抗Ωとバッテリ温度を読み込み、予め作成し記憶しておいたマップを用いて、新品時と現在の当該温度における内部抵抗Ωの比を求め、この比を満充電容量の低下率（すなわち劣化率）を表す低下係数に変換する。ここで用いるマップは、新品時におけるバッテリ温度に対する内部抵抗の特性を示すものである。そして、内部抵抗の比に応じた低下係数を予め設定しておき、これに基づいて比を低下係数に変換する。
　このようにして算出した低下係数を、工場出荷時等に測定しておいた新品時の満充電容量に乗算することで、満充電容量ＦｕｌｌＡｈを算出する。例えば、新品時の満充電容量が６０［Ａｈ］であり、内部抵抗Ω及びバッテリ温度に基づいて算出した低下係数が０．９であれば、現在の満充電容量ＦｕｌｌＡｈは６０×０．９＝５４［Ａｈ］と推定される。
　電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉの算出方法の説明に戻る。推定値ＳＯＣｉの前回値ＳＯＣｉ（ｎ－１）に対して、前回から今回までの電流積算値∫Ｉと満充電容量ＦｕｌｌＡｈに基づくＳＯＣ変化量△ＳＯＣＡｈを用いて、今回の推定値ＳＯＣｉを演算すると、ＳＯＣｉ’（ｎ）となる。そして、電流センサ６の誤差による電流積算値∫Ｉの誤差や、満充電容量ＦｕｌｌＡｈの推定誤差等に基づくＳＯＣ変化量△ＳＯＣＡｈの誤差を考慮すると、今回の推定値ＳＯＣｉが取り得る範囲は図中網掛けした範囲（以下、変化範囲という）となる。つまり、前回から今回までの１演算周期における推定値ＳＯＣｉの変化量がとり得る値は、最小で前回値ＳＯＣｉ（ｎ－１）から変化範囲の上限まで、最大で前回値ＳＯＣｉ（ｎ－１）から変化範囲の下限までとなる。
　このようにして定まる、１演算周期での推定値ＳＯＣｉの変化量が取り得る範囲（変化範囲）を、前回推定値ＳＯＣｉ（ｎ－１）を基準として設定する。そうすると、前回推定値ＳＯＣｉ（ｎ－１）からＳＯＣ変化量△ＳＯＣＡｈだけ低下した推定値ＳＯＣｉ’（ｎ）を中心として、変化範囲と同じ幅をもつ推定値制限範囲を設定することができる。そして、本演算方法では、電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）を、電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉが今回の演算で取り得る値である推定値制限範囲内の値に制限して、推定値ＳＯＣｉの今回値である推定値ＳＯＣｉ（ｎ）を算出する。
　つまり、前回推定値ＳＯＣｉ（ｎ－１）を基準として電流積算値に基づいて算出した今回推定値ＳＯＣｉ’（ｎ）を中心とした推定値制限範囲を設定し、電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）を推定値制限範囲に制限して、今回の最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）とする。言い換えれば、電流積算値に基づいて算出した今回推定値ＳＯＣｉ’（ｎ）を中心とした推定値制限範囲内において、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）を用いて今回の最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）を決定する。すなわちこれは、電流積算値に基づいて推定した推定値ＳＯＣｉを基準としたＳＯＣの範囲（推定値制限範囲）を設定し、そのＳＯＣの範囲内において、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）を用いて今回の最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）を設定するものであり、基本的には最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）の値は電流積算値に基づいて制限された値であり、電流積算値に基づいて推定したＳＯＣと言える。
　図１０を用いて更に具体的に説明する。なお、図中ｔ２が今回推定タイミング、ｔ１が前回推定タイミングとし、今回推定タイミングにおける推定値ＳＯＣｉ（ｎ）の演算内容に関して説明する。
　前回推定タイミング（ｔ１）における最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）に対し、前回（ｔ１）から今回（ｔ２）までの電流積算値に基づいて推定したＳＯＣ変化量△ＳＯＣＡｈを減算（ここでは放電方向の容量変化であるので減算）して今回の推定値ＳＯＣｉ’（ｎ）を算出する。そして、算出した今回推定値ＳＯＣｉ’（ｎ）に基づいて推定値制限範囲を設定し、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）を上記推定制限範囲内に制限して今回の最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）とする。ここで、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）が推定制限範囲よりも大きい値である場合は推定制限範囲の上限値を最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）とし、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）が推定制限範囲よりも小さい値である場合は推定制限範囲の下限値を最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）とし、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ）が推定制限範囲内の値である場合は推定値ＳＯＣｖ（ｎ）を最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）とする。
　同様に、次回推定タイミングｔ３においては、今回推定タイミングｔ２において算出された最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ）に対し、今回（ｔ２）から次回（ｔ３）までの電流積算値に基づいて推定したＳＯＣ変化量△ＳＯＣＡｈを加算（ここでは充電方向の容量変化であるので加算）して推定値ＳＯＣｉ’（ｎ+１）を算出し、算出した推定値ＳＯＣｉ’（ｎ+１）に基づいて推定制限範囲を設定し、開放電圧から求めた推定値ＳＯＣｖ（ｎ＋１）を推定制限範囲内に制限して次回の最終的な推定値ＳＯＣｉ（ｎ＋１）としている。
本実施例においては、推定値ＳＯＣｉの推定タイミング毎に上記のような演算を繰り返して推定値ＳＯＣｉを求めている
　これにより、図１２に示すように、電流積算値に基づいて算出した推定値ＳＯＣｉは第１実施例に比較して、電圧から求めた推定値ＳＯＣｖに追従するように推移するので、推定値ＳＯＣｉと推定値ＳＯＣｖが乖離し難くなる。
　しかしながら、本演算方法でも、電池の異常等により真の満充電容量が急激に低下した場合には満充電容量ＦｕｌｌＡｈが真の値から乖離するため、電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉも真の値から乖離することになるが、上述したブレンド率αの制御によって、真の値に対して過剰に大きいＳＯＣをメータ４に表示することを回避できる。
　次に、ＳＯＣ演算アルゴリズムの第３実施例について説明する。本実施例は、ＳＯＣｖ演算部１０１における電圧値に基づく推定値ＳＯＣｖの算出方法のみが第１実施例、第２実施例と相違するので、相違点について説明する。
　本実施例では、第１実施例と同様の方法で算出した推定値ＳＯＣｖに対してフィルタ処理を施すことにより、ブレンド率αが増加した場合にメータ４に表示される合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮの変動を抑制する。
　フィルタ処理は、後述する移動平均、加重平均、または変化速度を制限したレートリミッタ等を適用することができる。
　移動平均の場合は、第１実施例と同様に推定値ＳＯＣｖを演算した後、例えば、今回演算値を含めた過去３回の演算値の平均を今回の推定値ＳＯＣｖとする。加重平均の場合は、第１実施例と同様に推定値ＳＯＣｖを演算した後、前回値と今回値にそれぞれ重み付けをして加算したものを今回の推定値ＳＯＣｖとする。
　レートリミッタとは、前回の推定値ＳＯＣｖからの変化量に制限を設け、今回の演算で得られた推定値ＳＯＣｖの前回値からの変化量が制限を超えている場合には、制限範囲内の値を今回の推定値ＳＯＣｖとするフィルタ処理である。
　これらのフィルタ処理により推定値ＳＯＣｖの変動を抑制することで、ＳＯＣｖのブレンド率αが増大した合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮをメータ４に表示した際に運転者に与える違和感を抑制することができる。
　以上説明した実施形態の作用効果についてまとめると、次のようになる。
　電流積算値に基づく推定値ＳＯＣｉを算出するＳＯＣｉ演算部１００と、電圧値に基づく推定値ＳＯＣｖを算出するＳＯｖ演算部１０１と、推定値ＳＯＣｉと推定値ＳＯＣｖの偏差に応じて推定値ＳＯＣｖのブレンド率αを決定するブレンド率α設定部１０３を備える。そして、ブレンド率αを用いて重み付け合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮを算出するブレンド演算部１０４を備え、ブレンド率α設定部１０３は、推定値ＳＯＣｉと推定値ＳＯＣｖの偏差が大きいほど大きいブレンド率αを設定する。これにより、推定値ＳＯＣｉの誤差が大きい場合には、真のＳＯＣへの追従性に優れる推定値ＳＯＣｖにより重みがつけられた重み付け合成後推定値ＳＯＣ＿ＦＩＮ、つまり真のＳＯＣ変化との乖離が小さい残存容量が算出される。その結果、運転者に対して精度の高い残存容量を表示することができる。
　ブレンド率α設定部は、放電中に推定値ＳＯＣｉが推定値ＳＯＣｖに対して大きくなるほど、または充電中に推定値ＳＯＣｖが推定値ＳＯＣｉに対して大きくなるほど、大きいブレンド率αを設定する。これにより、運転者に対して精度の高いＳＯＣを表示する必要性が高い場合に、確実に精度の高いＳＯＣを表示することができる。
　電流センサ６の検出値と、電流センサ６の誤差見込み値と、満充電容量ＦｕｌｌＡｈと、満充電容量ＦｕｌｌＡｈの誤差見込み値とに基づいて、１演算周期での前記第１残存容量の変化範囲を算出する。そして、前回演算時の推定値ＳＯＣｖに対して変化範囲を設定した推定値制限範囲を設定し、推定値ＳＯＣｉを推定値制限範囲の値に制限する。これにより、推定値ＳＯＣｉが推定値ＳＯＣｖに追従するようになるので、制限をしない場合に比べてブレンド率αが増大する機会が減少する。その結果、ノイズ等に起因して細かく変動する推定値ＳＯＣｖを表示することで運転者へ違和感を与える機会を減少させることができる。
　なお、複数の単電池を直並列接続した場合について説明したが、少なくとも２つの単電池が並列接続された構成であれば同様の効果が得られる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１２年３月１３日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－５６３８５、及び２０１２年１１月１９日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２５３５９４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1. 　バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
    　前記バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
    　前記バッテリの充放電電流の積算値に基づいて第１残存容量を算出する第１残存容量演算手段と、
    　前記バッテリの開放電圧に基づいて第２残存容量を算出する第２残存容量演算手段と、
    　前記第１残存容量と前記第２残存容量の偏差に応じて前記第２残存容量のブレンド率を決定するブレンド率設定手段と、
    　前記ブレンド率を用いて前記第１残存容量と前記第２残存容量を重み付け合成した合成後残存容量を算出する第３残存容量演算手段と、
    を備えるバッテリの残存容量算出装置において、
    　前記ブレンド率設定手段は、前記第１残存容量と前記第２残存容量の偏差が大きいほど前記ブレンド率を大きくするバッテリの残存容量算出装置。
  2. 　請求項１に記載のバッテリの残存容量算出装置において、
    　前記ブレンド率設定手段は、放電中に前記第１残存容量が前記第２残存容量に対して大きくなるほど、または充電中に前記第２残存容量が前記第１残存容量に対して大きくなるほど、前記ブレンド率を大きくするバッテリの残存容量算出装置。
  3. 　請求項１または２に記載のバッテリの残存容量算出装置において、
    　前記第１残存容量演算手段は、
    　１演算周期での前記充放電電流の検出値の積算値と、予め求めた満充電容量と、前記電流検出手段の検出誤差もしくは前記満充電容量の誤差のいずれかを含む誤差見込み値とに基づいて、１演算周期での前記第１残存容量の変化範囲を算出し、
    前記第２残存容量を前記推定値制限範囲の値に制限した値を第１残存容量として算出するバッテリの残存容量算出装置。
  4. 　バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
    　前記バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
    を備えるバッテリの残存容量演算方法において、
    　前記バッテリの充放電電流の積算値に基づいて第１残存容量を算出する第１残存容量演算ステップと、
    　前記バッテリの開放電圧に基づいて第２残存容量を算出する第２残存容量演算ステップと、
    　前記第１残存容量と前記第２残存容量の偏差が大きいほど前記ブレンド率を大きく設定するステップと、
    　前記ブレンド率を用いて前記第１残存容量と前記第２残存容量を重み付け合成した合成後残存容量を算出する第３残存容量演算ステップと、
    を備えるバッテリの残存容量算出方法。
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