JP2003243045A - 残存容量算出装置および残存容量算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの始動時に二次電池の残存容量の補
正処理を実行する。 【解決手段】 残存容量算出装置は、二次電池１０４の
充放電電流を検知するための電流計１０８と、二次電池
１０４の電圧を検知するための電圧計１１０と、二次電
池１０４からエンジン１００への放電が開始される時期
を検出するための状態検出センサ１０６と、二次電池１
０４の残存容量を算出するための電池ＥＣＵ１１６とを
含み、電池ＥＣＵ１１６は、検出された時期に対応させ
て、検知された電流および検知された電圧に基づいて、
二次電池１０４の残存容量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の残存容
量を算出する技術に関し、特に、二次電池が負荷に放電
する時期に基づいて残存容量を補正することにより、算
出される残存容量の精度を向上する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】二次電池は、主電源や補助電源として、
自動車、ハイブリッド自動車、電動カート等に使用され
る。環境保護意識の高まり等により、二次電池の重要性
は増加している。特開平１１―１７４１３４号公報は、
二次電池の状態、たとえば残存容量を把握するための装
置を開示する。

【０００３】この公報に開示された装置は、二次電池の
残存容量を検出する残存容量検出回路と、電流−電圧領
域を規定する領域規定回路と、規定された領域を脱する
のに十分な充電または放電が行なわれたことを確認する
確認回路と、確認回路による確認が完了するまでは、残
存容量検出回路による検出動作を禁止する禁止回路とを
含む。

【０００４】この装置は、残存容量の値が、所定の領域
の範囲内であるか否かに対応して、残存容量を補正す
る。すなわち、算出された残存容量が、下限値（たとえ
ば２０％）を下回ることにより、あるいは、上限値（た
とえば８０％）を上回ることにより、残存容量の補正処
理が実行されると、補正された残存容量が所定の領域を
脱するまで、再度、補正処理を実行しない。その結果、
残存容量の誤差が発生することを防止できる。

【０００５】二次電池が通常に使用されているとき、す
なわち、充電と放電が繰り返されるように使用されてい
るとき、算出された残存容量（以下、計算値と表わ
す。）と実際の残存容量（以下、実際値と表わす。）と
の間には、大きな乖離は生じない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次電
池が自然放電すると、その残存容量は減少する。その結
果、実際値は計算値と乖離する。たとえば、長期間使用
しない自動車の二次電池の残存容量は、自然放電により
低下する。計算値は、最後に算出された残存容量を表わ
す。このとき、計算値は、実際値よりも上方に乖離す
る。また、二次電池を交換すると、最後に残存容量が算
出された二次電池とは異なる二次電池が使用されること
になる。その結果、計算値は、実際の残存容量と乖離す
る。

【０００７】二次電池が自然放電している場合、上記公
報に開示された算出装置が、残存容量の算出処理を実行
すると、モニタ等に表示される二次電池の残存容量の値
は、計算値と実際値との乖離がなくなるまで低下する。
残存容量の表示は、二次電池が充電されているにもかか
わらず、二次電池の残存容量の減少を示し続ける。図７
に、上述した公報に開示された装置が、残存容量の算出
処理を実行する場合における、計算値および実際値の推
移を示す。

【０００８】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであって、二次電池から負荷へ放電される時
期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池
の残存容量を算出できる残存容量算出装置および残存容
量算出方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る残存容
量算出装置は、負荷に接続された二次電池の残存容量を
算出する残存容量算出装置であって、二次電池に接続さ
れ、二次電池の充放電電流を検知するための電流検知手
段と、二次電池に接続され、二次電池の電圧を検知する
ための電圧検知手段と、二次電池から負荷への放電が開
始される時期を検出するための検出手段と、電流検知手
段、電圧検知手段および検出手段に接続され、検出され
た時期に対応させて、検知された電流および検知された
電圧に基づいて、二次電池の残存容量を算出するための
算出手段とを含む。

【００１０】第１の発明によると、電流検知手段は、二
次電池の充放電電流を検知する。電圧検知手段は、二次
電池の端子電圧を検知する。検出手段は、二次電池から
負荷への放電が開始される時期を検出する。電流および
電圧が検知されると、算出手段は、補正前の残存容量を
算出する。負荷へ放電される時期が検出されると、算出
手段は、検出された時期に対応して、算出処理に用いる
パラメータ（たとえば、補正量を与える補正ゲインマッ
プ）を選択し、補正量を算出する。算出手段は、算出さ
れた補正量に基づいて、二次電池の残存容量を補正す
る。これにより、二次電池の残存容量は、負荷へ放電さ
れる時期に対応して、補正される。その結果、二次電池
から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正
し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存
容量算出装置を提供できる。

【００１１】第２の発明に係る残存容量算出装置は、第
１の発明の構成に加えて、検出手段は、検知された電流
および検知された電圧のいずれかに基づいて、負荷への
放電が開始される時期を検出するための手段を含む。

【００１２】第２の発明によると、検出手段は、検知さ
れた電流および検知された電圧のいずれかに基づいて、
たとえば、放電電流の変化を検出することにより、負荷
への放電が開始される時期を検出する。これにより、二
次電池の残存容量は、電流および電圧のいずれかに基づ
いて検出された時期に対応して、補正される。その結
果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存
容量を補正し、精度の高い残存容量を算出できる残存容
量算出装置を提供できる。

【００１３】第３の発明に係る残存容量算出装置は、第
１の発明の構成に加えて、二次電池の残存容量を算出す
るための２以上の方法を実現する情報を記憶するための
情報記憶手段と、検出された時期に対応させて、記憶さ
れた２以上の方法の中から１の方法を選択するための方
法選択手段とをさらに含み、算出手段は、検知された電
流、検知された電圧および選択された方法に基づいて、
二次電池の残存容量を算出するための手段を含む。

【００１４】第３の発明によると、情報記憶手段は、二
次電池の残存容量を算出するための方法を実現する情報
（たとえば、残存容量を算出するための数式）を記憶す
る。方法選択手段は、検出手段により検出された時期に
対応させて、記憶された２以上の方法、たとえば残存容
量を算出するための数式、の中から１の方法を選択す
る。算出手段は、検知された電圧、検知された電圧およ
び選択された方法に基づいて、二次電池の残存容量を算
出する。これにより、二次電池の残存容量は、検出され
た時期に対応して、たとえば、検出された時期がエンジ
ンのクランキングが開始するときであるときは、残存容
量の算出処理に要する時間が短くなる方法を選択するこ
とにより、補正される。その結果、二次電池から負荷へ
放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高
い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置
を提供できる。

【００１５】第４の発明に係る残存容量算出装置は、第
１の発明または第２の発明の構成に加えて、二次電池の
特性値に基づいて、予め算出された２以上のパラメータ
を記憶するための記憶手段と、検出手段および記憶手段
に接続され、検出された時期に対応させて、記憶された
２以上のパラメータの中から１のパラメータを選択する
ための選択手段とをさらに含み、算出手段は、検知され
た電流、検知された電圧および選択されたパラメータに
基づいて、二次電池の残存容量を算出するための手段を
含む。

【００１６】第４の発明によると、記憶手段は、二次電
池の特性値、たとえば、電池温度と推定残存容量との関
係に基づいて、予め算出された２以上のパラメータ、た
とえば、算出される起電力が収束する時間を制御する時
定数、を記憶する。選択手段は、検出された時期に対応
して、記憶された２以上のパラメータの中から１のパラ
メータを選択する。算出手段は、検知された電流、検知
された電圧および選択されたパラメータに基づいて、二
次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池の
残存容量は、検出された時期に対応して、たとえば、検
出された時期がエンジンのクランキングが開始するとき
であるときは、算出される起電力が収束する時間を短縮
する時定数を使用することにより、補正される。その結
果、二次電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存
容量を補正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出
できる残存容量算出装置を提供できる。

【００１７】第５の発明に係る残存容量算出装置は、車
両を駆動する動力源に接続された二次電池の残存容量を
算出する装置であって、第１から４のいずれかの発明の
構成に加えて、検出手段は、動力源が始動を開始する時
期を検出するための手段を含む。

【００１８】第５の発明によると、検出手段は、動力
源、たとえば自動車のエンジン、が始動を開始する時期
を検出する。算出手段は、検出された時期に基づいて、
二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次電池
の残存容量は、動力源が始動を開始する時期に対応し
て、補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電さ
れる時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二
次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置を提供
できる。

【００１９】第６の発明に係る残存容量算出装置は、車
両を駆動する動力源および車両の補機電装品に接続され
た二次電池の残存容量を算出する装置であって、第１か
ら４のいずれかの発明の構成に加えて、検出手段は、補
機電装品の使用を開始する時期を検出するための手段を
含む。

【００２０】第６の発明によると、検出手段は、補機電
装品、たとえばカーオーディオ装置、の使用を開始する
時期を検出する。算出手段は、検出された時期に対応し
て、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次
電池の残存容量は、補機電装品の使用を開始する時期に
対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ
放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高
い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置
を提供できる。

【００２１】第７の発明に係る残存容量算出方法は、負
荷に接続された二次電池の残存容量を算出する残存容量
算出方法であって、二次電池の充放電電流を検知する電
流検知ステップと、二次電池の電圧を検知する電圧検知
ステップと、二次電池から負荷への放電が開始される時
期を検出する検出ステップと、検出された時期に対応さ
せて、検知された電流および検知された電圧に基づい
て、二次電池の残存容量を算出する算出ステップとを含
む。

【００２２】第７の発明によると、電流検知ステップ
は、二次電池の充放電電流を検知する。電圧検知ステッ
プは、二次電池の端子電圧を検知する。検出ステップ
は、二次電池から負荷への放電が開始される時期を検出
する。電流および電圧が検知されると、算出ステップ
は、補正前の残存容量を算出する。負荷へ放電される時
期が検出されると、算出ステップは、検出された時期に
対応して、算出処理に用いるパラメータ（たとえば、補
正量を与える補正ゲインマップ）を選択し、補正量を算
出する。算出ステップは、算出された補正量に基づい
て、二次電池の残存容量を補正する。これにより、二次
電池の残存容量は、負荷へ放電される時期に対応して、
補正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される
時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電
池の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供でき
る。

【００２３】第８の発明に係る残存容量算出方法は、第
７の発明の構成に加えて、検出ステップは、検知された
電流および検知された電圧のいずれかに基づいて、負荷
への放電が開始される時期を検出するステップを含む。

【００２４】第８の発明によると、検出ステップは、検
知された電流および検知された電圧のいずれかに基づい
て、たとえば、放電電流の変化を検出することにより、
負荷への放電が開始される時期を検出する。算出ステッ
プは、検出された時期に基づいて、残存容量を補正す
る。これにより、二次電池の残存容量は、電流および電
圧のいずれかに基づいて検出された時期に対応して、補
正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時
期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池
の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供でき
る。

【００２５】第９の発明に係る残存容量算出方法は、第
７の発明の構成に加えて、二次電池の残存容量を算出す
るための２以上の方法を実現する情報を準備する情報準
備ステップと、検出された時期に対応させて、準備され
た２以上の方法の中から１の方法を選択する方法選択ス
テップとをさらに含み、算出ステップは、検知された電
流、検知された電圧および選択された方法に基づいて、
二次電池の残存容量を算出するステップを含む。

【００２６】第９の発明によると、情報準備ステップ
は、二次電池の残存容量を算出するための２以上の方法
を実現する情報（たとえば、残存容量を算出するための
数式）を準備する。方法選択ステップは、検出された時
期に対応して、準備された２以上の方法の中から１の方
法を選択する。算出ステップは、検知された電流、検知
された電圧および選択された方法に基づいて、二次電池
の残存容量を補正する。これにより、二次電池の残存容
量は、検出された時期に対応して、たとえば、検出され
た時期がエンジンのクランキングが開始するときである
ときは、残存容量の算出処理に要する時間が短くなる方
法を選択することにより、補正される。その結果、二次
電池から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補
正し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残
存容量算出方法を提供できる。

【００２７】第１０の発明に係る残存容量算出方法は、
第７の発明または第８の発明の構成に加えて、二次電池
の特性値に基づいて、予め算出された２以上のパラメー
タを準備する準備ステップと、検出された時期に対応さ
せて、準備された２以上のパラメータの中から１のパラ
メータを選択する選択ステップとをさらに含み、算出ス
テップは、検知された電流、検知された電圧および選択
されたパラメータに基づいて、二次電池の残存容量を算
出するステップを含む。

【００２８】第１０の発明によると、準備ステップは、
二次電池の特性値、たとえば、電池温度と推定残存容量
との関係に基づいて、予め算出された２以上のパラメー
タ、たとえば、算出される起電力が収束する時間を制御
する時定数、を準備する。選択ステップは、検出された
時期に対応して、準備された２以上のパラメータの中か
ら１のパラメータを選択する。算出ステップは、検知さ
れた電流、検知された電圧および選択されたパラメータ
に基づいて、二次電池の残存容量を補正する。これによ
り、二次電池の残存容量は、検出された時期に対応し
て、たとえば、検出された時期がエンジンのクランキン
グが開始するときであるときは、算出される起電力が収
束する時間を短縮する時定数を使用することにより、補
正される。その結果、二次電池から負荷へ放電される時
期に基づいて残存容量を補正し、精度の高い、二次電池
の残存容量を算出できる残存容量算出方法を提供でき
る。

【００２９】第１１の発明に係る残存容量算出方法は、
第７から１０のいずれかの発明の構成に加えて、車両を
駆動する動力源に接続された二次電池の残存容量を算出
する方法であって、検出ステップは、二次電池に接続さ
れた動力源が始動を開始する時期を検出するステップを
含む。

【００３０】第１１の発明によると、検出ステップは、
動力源、たとえば自動車のエンジン、が始動を開始する
時期を検出する。算出ステップは、検出された時期に基
づいて、二次電池の残存容量を補正する。これにより、
二次電池の残存容量は、動力源が始動を開始する時期に
対応して、補正される。その結果、二次電池から負荷へ
放電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高
い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出方法
を提供できる。

【００３１】第１２の発明に係る残存容量算出方法は、
第７から１０のいずれかの発明の構成に加えて、検出ス
テップは、二次電池に接続された補機電装品の使用を開
始する時期を検出するステップを含む。

【００３２】第１２の発明によると、検出ステップは、
補機電装品、たとえばカーオーディオ装置、の使用を開
始する時期を検出する。検出された時期に対応して、算
出ステップは、二次電池の残存容量を補正する。これに
より、二次電池の残存容量は、補機電装品の使用を開始
する時期に対応して、補正される。その結果、二次電池
から負荷へ放電される時期に基づいて残存容量を補正
し、精度の高い、二次電池の残存容量を算出できる残存
容量算出方法を提供できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一
の部品には同一の符号を付してある。それらの名称およ
び機能も同じである。したがって、それらについての詳
細な説明は繰り返さない。

【００３４】図１に、本発明の実施の形態に係る残存容
量算出装置を含む、車両の制御ブロック図を示す。この
車両は、エンジン１００、補機電装品１２０、イグニッ
ションスイッチ（以下、Ｉ／Ｇスイッチと表わす。）１
０２、二次電池１０４、状態検出センサ１０６、電流計
１０８、電圧計１１０、メモリ１１２、Ｉ／Ｆ１１４、
電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１６、モニ
タ１１８、および温度センサ１２２を含む。

【００３５】エンジン１００および補機電装品１２０
は、Ｉ／Ｇスイッチ１０２を介して、二次電池１０４に
接続される。補機電装品１２０は、たとえば、カーオー
ディオ装置、カーエアコン等である。二次電池１０４
は、状態検出センサ１０６、電流計１０８および電圧計
１１０に接続される。

【００３６】状態検出センサ１０６は、エンジン１００
および二次電池１０４に接続される。状態検出センサ１
０６、電流計１０８、電圧計１１０および温度センサ１
２２は、インターフェイス１１４を介して、電池ＥＣＵ
１１６に接続される。メモリ１１２およびモニタ１１８
は、電池ＥＣＵ１１６に接続される。

【００３７】状態検出センサ１０６は、Ｉ／Ｇスイッチ
１０２の位置を検知することにより、エンジン１００が
始動を開始する時期を検出する。この時期は、たとえ
ば、クランクシャフトが始動するときの加速度の変化あ
るいは二次電池１０４から放電されるときの電流の変化
等により、検出するようにしてもよい。

【００３８】電流計１０８は、二次電池１０４からの放
電電流および二次電池１０４への充電電流を検知する。
電圧計１１０は、二次電池１０４の端子電圧を検知す
る。端子電圧は、二次電池１０４の出力端子の電圧を表
わす。温度センサ１２２は、二次電池１０４の温度を検
知する。

【００３９】メモリ１１２は、起電力Ｖ（１）の算出に
使用する数式（以下、数式（１）という。）を記憶す
る。この数式（１）は、たとえば、Ｖ（１）＝（端子電
圧−分極電圧−内部抵抗電圧降下）である。Ｖ（１）
は、後述の減衰処理を行なう前の起電力である。端子電
圧は、電圧計１１０により検知される。分極電圧および
内部抵抗電圧降下は、電流計１０８が検知した電流に基
づいて、電池ＥＣＵ１１６により、算出される。

【００４０】メモリ１１２は、予め特定された、二次電
池１０４の起電力と推定残存容量との関係を表わす起電
力−残存容量マップを記憶する。推定残存容量は、この
マップおよび起電力に基づいて、特定される。メモリ１
１２は、二次電池１０４の残存容量の算出に使用するゲ
インマップを記憶する。

【００４１】図２および図３に、メモリ１１２に記憶さ
れるゲインマップを表わす。図２に、エンジン１００が
クランキングを開始するとき以外に実行される算出処理
に使用される補正ゲインマップＭ（２）を示す。図３
に、エンジン１００がクランキングを開始するときに実
行される算出処理に使用される補正ゲインマップＭ
（１）を示す。電池ＥＣＵ１１６は、温度センサ１２２
が検知した二次電池１０４の温度に基づいて、補正量の
算出に使用する補正ゲインを特定する。

【００４２】図２と図３との相違は、補正ゲインの大き
さである。エンジン１００がクランキングを開始すると
きに使用される、図３における補正ゲインは、図２にお
ける補正ゲインよりも大きい。これにより、補正ゲイン
マップＭ（１）から算出される補正量は、補正ゲインマ
ップＭ（２）から算出される補正量よりも、大きくな
る。このようにすると、エンジン１００がクランキング
を開始するときには、残存容量の補正量を大きくするこ
とができる。

【００４３】メモリ１１２は、予め設定された時定数τ
（１）およびτ（２）を記憶する。τ（１）およびτ
（２）は、減衰処理時定数である。これらの時定数は、
後述する、起電力の減衰処理に使用する数式に使用され
る。τ（１）は、エンジン１００がクランキングを開始
するときに実行される残存容量の算出処理に使用され
る。τ（２）は、エンジン１００がクランキングを開始
するとき以外に実行される残存容量の算出処理に使用さ
れる。τ（１）はτ（２）より小さい。このようにする
と、τ（１）を使用して算出した起電力が目標値に収束
するまでの時間は、τ（２）を使用して算出した起電力
が目標値に収束するまでの時間より短くなる。

【００４４】メモリ１１２は、起電力の減衰処理に使用
する数式（以下、数式（２）という。）を記憶する。こ
の数式（２）は、たとえば、Ｖ（２）＝Ｖ（０）＋｛Ｔ
／τ×（Ｖ（１）−Ｖ（０））｝である。Ｖ（０）は、
前回実行した減衰処理で算出された起電力である。Ｖ
（１）は、減衰処理を実行する前の起電力である。Ｖ
（２）は、減衰処理を実行した後の起電力である。Ｔ
は、予めメモリ１１２に記憶された、処理の間隔を表わ
す定数である。τは、前述したτ（１）およびτ（２）
のいずれかから、所定の条件に基づいて、選択される。

【００４５】メモリ１１２は、補正量Ｃを算出するため
の数式（以下、数式（３）という。）を記憶する。この
数式（３）は、たとえば、Ｃ＝Ｇ×ΔＳＯＣである。Ｇ
は、補正ゲインを表わす。補正ゲインＧは、選択された
ゲインマップＭ（１）およびＭ（２）のいずれかにおい
て、電池温度に基づいて特定される。ΔＳＯＣは、電流
積算値より算出される第１の手法による推定残存容量
（以下、ＳＯＣ（１）と表わす。）と、起電力Ｖ（２）
から、起電力−残存容量マップに基づいて特定される第
２の手法による推定残存容量（以下、ＳＯＣ（２）と表
わす。）との差である。

【００４６】メモリ１１２は、残存容量の算出処理を最
後に実行して得られた、起電力Ｖ（０）、二次電池１０
４の残存容量、および最後にエンジン１００が停止した
ときにおける電池ＥＣＵ１１６の処理情報（たとえば、
残存容量の算出処理を実行した時刻等）を記憶する。

【００４７】インターフェイス１１４は、状態検出セン
サ１０６、電流計１０８、電圧計１１０および温度セン
サ１２２からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、
電池ＥＣＵ１１６に、デジタル信号を送信する。

【００４８】電池ＥＣＵ１１６は、電流計１０８が検知
した二次電池１０４からの放電電流および二次電池１０
４への充電電流を用いて、電流積算値を算出する。電池
ＥＣＵ１１６は、算出した電流積算値を用いて、ＳＯＣ
（１）を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、電圧計１１０
が検知した端子電圧および電流計１０８が検知した電流
を用いて、分極電圧および内部抵抗電圧降下を算出す
る。電池ＥＣＵ１１６は、端子電圧、分極電圧および内
部抵抗電圧降下と、数式（１）とを使用して、起電力Ｖ
（１）を算出する。

【００４９】電池ＥＣＵ１１６は、状態検出センサ１０
６が検出したエンジン１００の状態に基づいて、エンジ
ン１００がクランキングを開始しようとしているときで
あるか否かを判断する。エンジン１００がクランキング
を開始しようとしているときであるときは、電池ＥＣＵ
１１６は、時定数τ（１）およびゲインマップＭ（１）
を選択する。エンジン１００がクランキングを開始しよ
うとしているときではないときは、電池ＥＣＵ１１６
は、時定数τ（２）およびゲインマップＭ（２）を選択
する。

【００５０】電池ＥＣＵ１１６は、選択した時定数、ゲ
インマップ、メモリ１１２に記憶されている処理の間隔
を表わす定数Ｔおよび数式（２）を用いて、起電力Ｖ
（２）を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、算出した起電
力Ｖ（２）に基づいて、起電力−残存容量マップからＳ
ＯＣ（２）を特定する。電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯＣ
（１）とＳＯＣ（２）とを用いて、ΔＳＯＣを算出す
る。

【００５１】電池ＥＣＵ１１６は、選択されたゲインマ
ップから特定される補正ゲインＧ、算出されたΔＳＯＣ
および数式（３）を用いて、残存容量の補正量Ｃを算出
する。電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯＣ（１）に算出された
補正量を加算して、二次電池１０４の残存容量を算出す
る。電池ＥＣＵ１１６は、算出された残存容量を表わす
信号を出力する。

【００５２】モニタ１１８は、電池ＥＣＵ１１６により
算出された、二次電池１０４の残存容量を表示する。

【００５３】図４を参照して、本実施の形態に係る残存
容量算出装置が二次電池１０４の残存容量を算出する手
順を、フローチャートを用いて説明する。

【００５４】ステップ（以下、ステップをＳと表わす）
４０２にて、電池ＥＣＵ１１６は、電流計１０８を用い
て、二次電池１０４からの放電電流および二次電池１０
４への充電電流を検知する。電池ＥＣＵ１１６は、検知
された電流に基づいて、電流積算値を算出する。電池Ｅ
ＣＵ１１６は、二次電池１０４の分極電圧および内部抵
抗電圧降下を算出する。電池ＥＣＵ１１６は、状態検出
センサ１０６を用いて、エンジン１００がクランキング
を開始しようとしているときであるか否かを検出する。
この検出は、たとえば、クランクシャフトが始動を開始
するときの加速度の変化、二次電池１０４から放電され
る電流の変化等を用いて、実行される。

【００５５】Ｓ４０４にて、電池ＥＣＵ１１６は、算出
された電流積算値に基づいて、ＳＯＣ（１）を算出す
る。

【００５６】Ｓ４０６にて、電池ＥＣＵ１１６は、電圧
計１１０を用いて、二次電池１０４の端子電圧を検知す
る。電池ＥＣＵ１１６は、端子電圧、分極電圧および内
部抵抗電圧降下と、数式（１）とを使用して、起電力Ｖ
（１）を算出する。

【００５７】Ｓ４０８にて、電池ＥＣＵ１１６は、状態
検出センサ１０６が検出したエンジンが始動を開始する
時期に基づいて、エンジン１００がクランキングを開始
しようとしているときであるか否かを判断する。エンジ
ン１００がクランキングを開始しようとしているときで
あるとき（Ｓ４０８にてＹＥＳ）、処理はＳ４１０に移
る。エンジン１００がクランキングを開始しようとして
いるときではないとき（Ｓ４０８にてＮＯ）、処理はＳ
４１２に移る。

【００５８】Ｓ４１０にて、電池ＥＣＵ１１６は、メモ
リ１１２に記憶されている時定数τ（１）およびτ
（２）の中から、τ（１）を選択する。電池ＥＣＵ１１
６は、メモリ１１２に記憶されているゲインマップの中
から、ゲインマップＭ（１）を選択する。その後、処理
は、Ｓ４１４に移る。

【００５９】Ｓ４１２にて、電池ＥＣＵ１１６は、メモ
リ１１２に記憶されている時定数τ（１）とτ（２）の
中から、τ（２）を選択する。電池ＥＣＵ１１６は、メ
モリ１１２に記憶されているゲインマップの中から、ゲ
インマップＭ（２）を選択する。その後、処理は、Ｓ４
１４に移る。

【００６０】Ｓ４１４にて、電池ＥＣＵ１１６は、τ
（１）およびτ（２）のいずれかの時定数、処理の間隔
を表わす定数Ｔ、起電力Ｖ（１）、前回算出した起電力
Ｖ（０）および数式（２）を使用して、起電力Ｖ（２）
を算出する。

【００６１】Ｓ４１６にて、電池ＥＣＵ１１６は、算出
された起電力Ｖ（２）に基づいて、ＳＯＣ（２）を算出
する。

【００６２】Ｓ４１８にて、電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯ
Ｃ（１）とＳＯＣ（２）との差（ΔＳＯＣ）を算出す
る。

【００６３】Ｓ４２０にて、電池ＥＣＵ１１６は、補正
ゲインＧ、算出されたΔＳＯＣおよび数式（３）を用い
て、補正量Ｃを算出する。

【００６４】Ｓ４２２にて、電池ＥＣＵ１１６は、ＳＯ
Ｃ（１）にΔＳＯＣを加算する。算出された値は、二次
電池１０４の残存容量となる。電池ＥＣＵ１１６は、モ
ニタ１１８に、残存容量を表わす信号を送信する。電池
ＥＣＵ１１６は、二次電池１０４の残存容量の算出処理
を終了する。

【００６５】以上のような構造およびフローチャートに
基づく、本実施の形態に係る残存容量の算出装置の動作
を、場合を分けて説明する。

【００６６】［クランキング開始時］ユーザがエンジン
１００を始動すると、電流計１０８は、二次電池１０４
から放電される電流を検知する。電流積算値、二次電池
１０４の分極電圧および内部抵抗電圧降下は、検知され
た電流に基づいて算出される。状態検出センサは、エン
ジン１００の状態を検出する（Ｓ４０２）。ＳＯＣ
（１）は、算出された電流積算値に基づいて、算出され
る（Ｓ４０４）。

【００６７】電圧計１１０は、二次電池１０４の端子電
圧を測定する。起電力Ｖ（１）は、端子電圧、分極電
圧、内部抵抗電圧降下および数式（１）から算出される
（Ｓ４０６）。

【００６８】クランキングを開始しようとしているとい
うことが、電池ＥＣＵ１１６により判断されると（Ｓ４
０８にてＹＥＳ）、ゲインマップＭ（１）および時定数
τ（１）が選択される（Ｓ４１０）。

【００６９】起電力Ｖ（２）は、メモリ１１２に記憶さ
れている、前回算出した起電力Ｖ（０）、処理の間隔
Ｔ、選択された時定数τ（１）および数式（２）を用い
て算出される（Ｓ４１４）。

【００７０】ＳＯＣ（２）は、算出された起電力Ｖ
（２）およびメモリ１１２に記憶されているゲインマッ
プ（図３）に基づいて、特定される（Ｓ４１６）。ＳＯ
Ｃ（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが、算出
される（Ｓ４１８）。補正量Ｃは、算出されたΔＳＯ
Ｃ、選択されたゲインマップＭ（１）から特定される補
正ゲインＧおよび数式（３）を用いて、算出される（Ｓ
４２０）。

【００７１】二次電池１０４の残存容量は、ＳＯＣ
（１）および算出された補正量を用いて算出される（Ｓ
４２２）。二次電池１０４の残存容量が算出されると、
電池ＥＣＵ１１６は、運転席に配置されたモニタ１１８
に、その残存容量を通知するための信号を送信する。

【００７２】図５に、エンジン１００がクランキングを
開始しようとしたときに算出される、残存容量の推移を
示す。算出処理において、ゲインマップＭ（１）および
時定数τ（１）が選択される。電池ＥＣＵ１１６は、通
常時、すなわち、エンジン１００がクランキングを開始
しようとするとき以外に算出される補正量よりも大きい
補正量を算出する。算出される残存容量が実際の残存容
量に収束するのに要する時間は、通常時に算出される残
存容量が実際の値に収束するのに要する時間よりも短く
なる。その結果、電池ＥＣＵ１１６によって算出された
残存容量は、二次電池１０４の実際の残存容量に、通常
時よりも速く収束する。

【００７３】［クランキング開始時以外］算出処理が、
予め定められた、残存容量の算出処理の間隔に基づい
て、開始すると、電流計１０８は、二次電池１０４から
放電される電流を検知する。電流積算値、二次電池１０
４の分極電圧および内部抵抗電圧降下は、検知された電
流に基づいて算出される。状態検出センサは、エンジン
１００の状態を検出する（Ｓ４０２）。ＳＯＣ（１）
は、算出された電流積算値に基づいて、算出される（Ｓ
４０４）。

【００７４】電圧計１１０は、二次電池１０４の端子電
圧を測定する。起電力Ｖ（１）は、端子電圧、分極電
圧、内部抵抗電圧降下および数式（１）から算出される
（Ｓ４０６）。

【００７５】クランキングを開始しようとしているとき
ではないということが、電池ＥＣＵ１１６により判断さ
れると（Ｓ４０８にてＮＯ）、ゲインマップＭ（２）お
よび時定数τ（２）が選択される（Ｓ４１２）。

【００７６】起電力Ｖ（２）は、メモリ１１２に記憶さ
れている、前回算出した起電力Ｖ（０）、処理の間隔
Ｔ、選択された時定数τ（１）および数式（２）を用い
て算出される（Ｓ４１４）。

【００７７】ＳＯＣ（２）は、算出された起電力Ｖ
（２）およびメモリ１１２に記憶されているゲインマッ
プ（図２）に基づいて特定される（Ｓ４１６）。ＳＯＣ
（１）とＳＯＣ（２）との差であるΔＳＯＣが算出され
る（Ｓ４１８）。補正量Ｃは、算出されたΔＳＯＣ、選
択されたゲインマップＭ（２）から特定される補正ゲイ
ンＧおよび数式（３）に基づいて算出される（Ｓ４２
０）。

【００７８】二次電池１０４の残存容量は、ＳＯＣ
（１）および算出された補正量を用いて算出される（Ｓ
４２２）。二次電池１０４の残存容量が算出されると、
電池ＥＣＵ１１６は、運転席に配置されたモニタ１１８
に、その残存容量を通知するための信号を送信する。

【００７９】図６に、エンジンがクランキングを開始し
ようとしたとき以外に算出される、残存容量の推移を示
す。この場合、残存容量の実際値と電池ＥＣＵ１１６が
算出した値との間には、大きな乖離はない。残存容量の
算出処理において、ゲインマップＭ（２）および時定数
τ（２）が選択される。これにより、電池ＥＣＵ１１６
は、予め特定された補正量を算出し、算出された残存容
量は、予め定められた時間内に収束する。その結果、電
池ＥＣＵ１１６が算出した残存容量の推移は、二次電池
１０４の実際の残存容量の推移に追従する。

【００８０】図７に、従来の残存容量算出装置により補
正される残存容量の推移を示す。この場合、算出装置
は、エンジン１００がクランキングを開始しようとして
いるときであるか否かという判断に基づいて、補正処理
に使用するパラメータ（たとえば、ゲインマップ、時定
数等）を変更しない。算出装置は、予め記憶されたゲイ
ンマップおよび時定数に基づいて、残存容量の補正処理
を実行する。

【００８１】したがって、たとえば、自然放電により残
存容量が低下した二次電池１０４の残存容量の算出処理
が実行されると、算出された残存容量の値が実際の残存
容量の値に収束するまで、時間を要する。この間、残存
容量計は、二次電池１０４が充電されているにもかかわ
らず、残存容量の減少を表示し続ける。

【００８２】このようにして、残存容量の算出処理は、
エンジンが始動を開始するとき（たとえば、クランキン
グを開始するとき）であるか否かの判断に基づいて、算
出処理に使用するパラメータが選択される。ユーザは、
運転席に設置されたモニタ１１８を参照することによ
り、エンジン１００がクランキングを開始したときに算
出された二次電池１０４の残存容量を確認できる。

【００８３】したがって、たとえば、自然放電等により
残存容量が減少した場合は、エンジン１００がクランキ
ングを開始したときに実行される算出処理により、残存
容量の値は、その減少に対応した値に更新される。その
結果、モニタ１１８は、精度の高い残存容量の情報を表
示する。

【００８４】以上のようにして、ユーザがエンジンを始
動したときに対応して、電流、電圧およびエンジンが始
動を開始する時期に基づいて、二次電池の残存容量を補
正することができる。その結果、二次電池から負荷へ放
電される時期に基づいて残存容量を補正し、精度の高
い、二次電池の残存容量を算出できる残存容量算出装置
を提供できる。

【００８５】なお、残存容量の算出処理に使用する特性
値は、電池ＥＣＵ１１６が、二次電池の放電により、補
機電装品が使用可能な状態である位置（たとえば、イグ
ニッションキーのＡＣＣ（アクセサリ）の位置）を検知
した時期に基づいて、選択してもよい。

【００８６】今回開示された実施の形態は、すべての点
で例示であって制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請
求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味
および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容
量算出装置の構成である。

【図２】 本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容
量算出装置が使用する、ゲインマップ（その１）であ
る。

【図３】 本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容
量算出装置が使用する、ゲインマップ（その２）であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容
量算出装置が行なう処理を表わすフローチャートであ
る。

【図５】 本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容
量算出装置が行なう処理における、残存容量の推移を表
わす図（その１）である。

【図６】 本発明の実施の形態に係る二次電池の残存容
量算出装置が行なう処理における、残存容量の推移を表
わす図（その２）である。

【図７】 従来の二次電池の残存容量算出装置が行なう
処理における、残存容量の推移を表わす図である。

【符号の説明】

１００ エンジン、１０２ Ｉ／Ｇスイッチ、１０４
二次電池、１０６ 状態検出センサ、１０８ 電流計、
１１０ 電圧計、１１２ メモリ、１１４ Ｉ／Ｆ、１
１６ 電池ＥＣＵ、１１８ モニタ、１２０ 補機電装
品、１２２ 温度センサ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB01 CB12 CB21 CB31 CC01 CC02 CC03 CC04 CC06 CC07 CC12 CC13 CC23 CC27 CC28 CE00 CF06 5H030 AA06 AS08 FF42 FF44 5H115 PC06 PG04 PI16 PI29 PI30 PU01 QA01 QA10 QN03 TI02 TI05 TI06 TI10 TR19 TU17 UB01 UB05 UB08 UB11

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に接続された二次電池の残存容量を
   算出する残存容量算出装置であって、 前記二次電池に接続され、前記二次電池の充放電電流を
   検知するための電流検知手段と、 前記二次電池に接続され、前記二次電池の電圧を検知す
   るための電圧検知手段と、 前記二次電池から前記負荷への放電が開始される時期を
   検出するための検出手段と、 前記電流検知手段、前記電圧検知手段および前記検出手
   段に接続され、前記検出された時期に対応させて、前記
   検知された電流および前記検知された電圧に基づいて、
   前記二次電池の残存容量を算出するための算出手段とを
   含む、残存容量算出装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記検知された電流お
   よび前記検知された電圧のいずれかに基づいて、前記負
   荷への放電が開始される時期を検出するための手段を含
   む、請求項１に記載の残存容量算出装置。
3. 【請求項３】 前記残存容量算出装置は、 前記二次電池の残存容量を算出するための２以上の方法
   を実現する情報を記憶するための情報記憶手段と、 前記検出された時期に対応させて、前記記憶された２以
   上の方法の中から１の方法を選択するための方法選択手
   段とをさらに含み、 前記算出手段は、前記検知された電流、前記検知された
   電圧および前記選択された方法に基づいて、前記二次電
   池の残存容量を算出するための手段を含む、請求項１に
   記載の残存容量算出装置。
4. 【請求項４】 前記残存容量算出装置は、 前記二次電池の特性値に基づいて、予め算出された２以
   上のパラメータを記憶するための記憶手段と、 前記検出手段および前記記憶手段に接続され、前記検出
   された時期に対応させて、前記記憶された２以上のパラ
   メータの中から１のパラメータを選択するための選択手
   段とをさらに含み、 前記算出手段は、前記検知された電流、前記検知された
   電圧および前記選択されたパラメータに基づいて、前記
   二次電池の残存容量を算出するための手段を含む、請求
   項１または２に記載の残存容量算出装置。
5. 【請求項５】 前記残存容量算出装置は、車両を駆動す
   る動力源に接続された二次電池の残存容量を算出する装
   置であって、 前記検出手段は、前記動力源が始動を開始する時期を検
   出するための手段を含む、請求項１から４のいずれかに
   記載の残存容量算出装置。
6. 【請求項６】 前記残存容量算出装置は、車両を駆動す
   る動力源および前記車両の補機電装品に接続された二次
   電池の残存容量を算出する装置であって、 前記検出手段は、前記補機電装品の使用を開始する時期
   を検出するための手段を含む、請求項１から４のいずれ
   かに記載の残存容量算出装置。
7. 【請求項７】 負荷に接続された二次電池の残存容量を
   算出する残存容量算出方法であって、 前記二次電池の充放電電流を検知する電流検知ステップ
   と、 前記二次電池の電圧を検知する電圧検知ステップと、 前記二次電池から前記負荷への放電が開始される時期を
   検出する検出ステップと、 前記検出された時期に対応させて、前記検知された電流
   および前記検知された電圧に基づいて、前記二次電池の
   残存容量を算出する算出ステップとを含む、残存容量算
   出方法。
8. 【請求項８】 前記検出ステップは、前記検知された電
   流および前記検知された電圧のいずれかに基づいて、前
   記負荷への放電が開始される時期を検出するステップを
   含む、請求項７に記載の残存容量算出方法。
9. 【請求項９】 前記残存容量算出方法は、 前記二次電池の残存容量を算出するための２以上の方法
   を実現する情報を準備する情報準備ステップと、 前記検出された時期に対応させて、前記準備された２以
   上の方法の中から１の方法を選択する方法選択ステップ
   とをさらに含み、 前記算出ステップは、前記検知された電流、前記検知さ
   れた電圧および前記選択された方法に基づいて、前記二
   次電池の残存容量を算出するステップを含む、請求項７
   に記載の残存容量算出方法。
10. 【請求項１０】 前記残存容量算出方法は、 前記二次電池の特性値に基づいて、予め算出された２以
    上のパラメータを準備する準備ステップと、 前記検出された時期に対応させて、前記準備された２以
    上のパラメータの中から１のパラメータを選択する選択
    ステップとをさらに含み、 前記算出ステップは、前記検知された電流、前記検知さ
    れた電圧および前記選択されたパラメータに基づいて、
    前記二次電池の残存容量を算出するステップを含む、請
    求項７または８に記載の残存容量算出方法。
11. 【請求項１１】 前記残存容量算出方法は、車両を駆動
    する動力源に接続された二次電池の残存容量を算出する
    方法であって、 前記検出ステップは、前記動力源が始動を開始する時期
    を検出するステップを含む、請求項７から１０のいずれ
    かに記載の残存容量算出方法。
12. 【請求項１２】 前記残存容量算出方法は、車両を駆動
    する動力源および前記車両の補機電装品に接続された二
    次電池の残存容量を算出する方法であって、前記検出ス
    テップは、前記補機電装品の使用を開始する時期を検出
    するステップを含む、請求項７から１０のいずれかに記
    載の残存容量算出方法。