JP2012042429A - Open circuit voltage detector for electric accumulator and device for detecting remaining capacity - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばバッテリーなどの蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置に関する。 The present invention relates to an open circuit voltage detection device and a remaining capacity detection device of a power storage device such as a battery.
従来、例えばバッテリーなどの蓄電装置において、充放電電流がゼロでは無い場合の端子電圧を開路電圧と内部抵抗成分と過渡応答成分とにより構成し、端子電圧の検出値から少なくとも過渡応答成分を減算することによって開路電圧を算出すると共に、この開路電圧から残容量を算出する蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
これらの蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置では、過渡応答成分を、蓄電装置の電解液の拡散抵抗や分極などの化学的な反応に起因する抵抗による電圧成分とし、電流値の変動に対する電圧値の応答（例えば、電流値がステップ状に変化したときの電圧値の応答）のうち過渡応答を示す成分としている。そして、過渡応答成分は、時定数の遅れ要素を有し、電流変化の発生時刻でのゼロから徐々に増加して、適宜の時間経過後に、充放電電流の検出値に比例する平衡値である整定電圧へと到達するようにして変化すると設定されている。
Conventionally, in a power storage device such as a battery, the terminal voltage when the charge / discharge current is not zero is composed of an open circuit voltage, an internal resistance component, and a transient response component, and at least the transient response component is subtracted from the detected value of the terminal voltage. Thus, an open circuit voltage detection device and a remaining capacity detection device of a power storage device that calculate an open circuit voltage and calculate a remaining capacity from the open circuit voltage are known (for example, see Patent Document 1).
In these open circuit voltage detection devices and remaining capacity detection devices of these power storage devices, the transient response component is a voltage component due to resistance caused by a chemical reaction such as diffusion resistance or polarization of the electrolyte of the power storage device, and the fluctuation of the current value Of the response of the voltage value to (for example, the response of the voltage value when the current value changes in a step-like manner). The transient response component has a delay element with a time constant, and gradually increases from zero at the time of occurrence of the current change, and is an equilibrium value proportional to the detected value of the charge / discharge current after an appropriate time has elapsed. It is set to change so as to reach the settling voltage.
ところで、上記従来技術の一例による蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置においては、開路電圧の検出精度および信頼性を、より一層、向上させ、この信頼性の高い開路電圧に応じて蓄電装置の残容量を精度良く算出することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電装置の開路電圧を精度良く検出することが可能な蓄電装置の開路電圧検出装置および蓄電装置の残容量を精度良く検出することが可能な蓄電装置の残容量検出装置を提供することを目的とする。
By the way, in the open circuit voltage detection device and the remaining capacity detection device of the power storage device according to the above-described prior art, the detection accuracy and reliability of the open circuit voltage are further improved, and power storage is performed according to the highly reliable open circuit voltage. It is desired to accurately calculate the remaining capacity of the apparatus.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an open circuit voltage detection device for a power storage device capable of accurately detecting an open circuit voltage of the power storage device and a power storage capable of accurately detecting the remaining capacity of the power storage device. An object of the present invention is to provide an apparatus for detecting a remaining capacity of an apparatus.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置は、蓄電装置（例えば、実施の形態での高圧バッテリー１７）の放電電流または充電電流の電流値を検出する電流検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ１７ａ）と、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する電圧検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ１７ｂ）と、前記電流値の変動に対する前記電圧値の応答の過渡応答成分に係る状態量（例えば、実施の形態での状態変数ｘ）として、前記電流検出手段により検出される前記電流値に対して少なくとも上限飽和電圧値（例えば、実施の形態での状態上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ））または下限飽和電圧値（例えば、実施の形態での下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ））を有する遅れ特性の充放電ヒステリシス電圧成分と前記電流検出手段により検出される前記電流値に比例する平衡値（例えば、実施の形態での整定電圧Ｈｓ）を有する遅れ特性の反応抵抗成分とに係る状態量を算出する状態量算出手段（例えば、実施の形態での状態量算出部３１および過渡応答成分算出部３２）と、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値から、少なくとも前記状態量算出手段により算出される前記状態量に係る前記過渡応答成分を減算して前記蓄電装置の開路電圧を算出する開路電圧算出手段（例えば、実施の形態での減算部３６）と、前記電流検出手段により検出される前記電流値に応じて充電状態であるか放電状態であるかを判定する充放電判定手段（例えば、実施の形態での時定数調整器４１が兼ねる）と、前記過渡応答成分の時定数を調整する時定数調整手段（例えば、実施の形態での時定数調整器４１）とを備え、前記状態量算出手段は、前記充放電ヒステリシス電圧成分および前記反応抵抗成分の少なくとも何れかに係る状態量を、前記時定数調整手段により調整された前記時定数に基づき算出しており、前記時定数調整手段は、前記充放電判定手段により前記充電状態であると判定された場合の前記時定数が、前記充放電判定手段により前記放電状態であると判定された場合の前記時定数に比べてより大きくなるように調整する。
In order to solve the above problems and achieve the object, an open circuit voltage detection device for a power storage device according to the first aspect of the present invention is a discharge current or a charge of a power storage device (for example, high-
また、本発明の第２態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置は、蓄電装置（例えば、実施の形態での高圧バッテリー１７）の放電電流または充電電流の電流値を検出する電流検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ１７ａ）と、前記蓄電装置の端子電圧の電圧値を検出する電圧検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ１７ｂ）と、前記電流値の変動に対する前記電圧値の応答の過渡応答成分に係る第１の状態量（例えば、実施の形態での反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍ）と、前記蓄電装置の開路電圧に係る第２の状態量（例えば、実施の形態での開路電圧Ｅ）とを備える状態量（例えば、実施の形態での状態変数ｘ）を算出する際に、前記第１の状態量として、前記電流検出手段により検出される前記電流値に対して少なくとも上限飽和電圧値（例えば、実施の形態での状態上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ））または下限飽和電圧値下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ））を有する遅れ特性の充放電ヒステリシス電圧成分と前記電流検出手段により検出される前記電流値に比例する平衡値（例えば、実施の形態での整定電圧Ｈｓ）を有する遅れ特性の反応抵抗成分とに係る状態量を算出する状態量算出手段（例えば、実施の形態での状態量算出部６１および開路電圧及び過渡応答成分算出部６２）と、少なくとも前記状態量算出手段により算出される前記第１の状態量に係る前記過渡応答成分および前記第２の状態量に係る前記開路電圧を加算して得た値と、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値との差異がゼロとなるように、前記第１の状態量および前記第２の状態量のうち少なくとも前記第２の状態量を修正するフィードバック手段（例えば、実施の形態での状態量算出部６１および開路電圧及び過渡応答成分算出部６２および加算部６３および減算部６４）と、前記第２の状態量から前記開路電圧を算出する開路電圧算出手段（例えば、実施の形態での開路電圧抽出部６５）と、前記電流検出手段により検出される前記電流値に応じて充電状態であるか放電状態であるかを判定する充放電判定手段（例えば、実施の形態での時定数調整器４１が兼ねる）と、前記過渡応答成分の時定数を調整する時定数調整手段（例えば、実施の形態での時定数調整器４１）とを備え、前記状態量算出手段は、前記充放電ヒステリシス電圧成分および前記反応抵抗成分の少なくとも何れかに係る状態量を、前記時定数調整手段により調整された前記時定数に基づき算出しており、前記時定数調整手段は、前記充放電判定手段により前記充電状態であると判定された場合の前記時定数が、前記充放電判定手段により前記放電状態であると判定された場合の前記時定数に比べてより大きくなるように調整する。
Further, the open circuit voltage detection device for a power storage device according to the second aspect of the present invention is a current detection means (for example, a current value of a discharge current or a charge current of the power storage device (for example, the high-
また、本発明の第３態様に係る蓄電装置の残容量検出装置は、第１態様または第２態様に記載の蓄電装置の開路電圧検出装置と、前記開路電圧算出手段により算出される前記開路電圧に基づき、前記蓄電装置の残容量を算出する残容量算出手段（例えば、実施の形態での残容量推定部３８）とを備える。
Moreover, the remaining capacity detection device for the power storage device according to the third aspect of the present invention is the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage detection device for the power storage device according to the first or second aspect and the open circuit voltage calculation means. And a remaining capacity calculating means (for example, remaining capacity estimating
本発明の第１態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置によれば、過渡応答成分の時定数を蓄電装置の充放電状態に応じて調整し、充電状態での時定数が放電状態での時定数に比べてより大きくなるようにすることで、メモリー効果による放電電圧の電圧降下に対応しつつ、蓄電装置において電流値の適宜の変動に伴う電圧値の応答が本来有する収束性を適切にモデル化することができ、装置構成が複雑化することを抑制しつつ信頼性の高い算出処理によって開路電圧の算出精度を向上させることができる。 According to the open circuit voltage detection device for a power storage device according to the first aspect of the present invention, the time constant of the transient response component is adjusted according to the charge / discharge state of the power storage device, and the time constant in the charge state is in the discharge state. By making it larger than the constant, it is possible to appropriately model the convergence inherent in the response of the voltage value accompanying the appropriate fluctuation of the current value in the power storage device while dealing with the voltage drop of the discharge voltage due to the memory effect. The calculation accuracy of the open circuit voltage can be improved by a highly reliable calculation process while suppressing the complexity of the device configuration.
また、本発明の第２態様に係る蓄電装置の開路電圧検出装置によれば、過渡応答成分の時定数を蓄電装置の充放電状態に応じて調整し、充電状態での時定数が放電状態での時定数に比べてより大きくなるようにすることで、メモリー効果による放電電圧の電圧降下に対応しつつ、蓄電装置において電流値の適宜の変動に伴う電圧値の応答が本来有する収束性を適切にモデル化することができる。そして、少なくとも第１の状態量または第２の状態量を修正するフィードバック制御を実行することによって開路電圧の算出精度を向上させることができる。 Moreover, according to the open circuit voltage detection device for a power storage device according to the second aspect of the present invention, the time constant of the transient response component is adjusted according to the charge / discharge state of the power storage device, and the time constant in the charge state is in the discharge state. By making the time constant larger than the time constant, the convergence of the voltage value response that accompanies the appropriate fluctuation of the current value in the power storage device can be appropriately achieved while accommodating the voltage drop of the discharge voltage due to the memory effect. Can be modeled. And the calculation accuracy of the open circuit voltage can be improved by executing feedback control that corrects at least the first state quantity or the second state quantity.
また、本発明の第３態様に係る蓄電装置の残容量検出装置によれば、信頼性の高い開路電圧に応じて蓄電装置の残容量を精度良く算出することができる。
すなわち、開路電圧は、例えば蓄電装置の温度や劣化等に関わらず、いわば一義的に残容量を記述する数値である。例えば蓄電装置の開路電圧以外の状態量に基づき残容量を推定する場合には、蓄電装置の温度や劣化の影響を除去する為の演算やマップ等が必要であり、これらの演算処理やマップ等の記憶に膨大なメモリーが必要になる。さらに、温度や劣化レベル毎にマップを作成する為に、予め事前に膨大な実験データを取得する必要が生じる。これらの問題に対して、本発明の蓄電装置の残容量検出装置によれば、蓄電装置の開路電圧を精度良く推定することができるので、上述したような膨大な実験データや温度や劣化レベル毎に補正用のマップも必要とせず、蓄電装置の温度や劣化に関わらずに精度良く残容量を推定することができる。
Moreover, according to the remaining capacity detection device for a power storage device according to the third aspect of the present invention, the remaining capacity of the power storage device can be accurately calculated according to a reliable open circuit voltage.
That is, the open circuit voltage is a numerical value that uniquely describes the remaining capacity regardless of, for example, the temperature or deterioration of the power storage device. For example, when the remaining capacity is estimated based on a state quantity other than the open circuit voltage of the power storage device, calculations and maps are necessary to remove the effects of the temperature and deterioration of the power storage device. A huge amount of memory is required for memory. Furthermore, in order to create a map for each temperature and deterioration level, it is necessary to acquire a large amount of experimental data in advance. With respect to these problems, according to the remaining capacity detection device of the power storage device of the present invention, the open circuit voltage of the power storage device can be accurately estimated. In addition, no correction map is required, and the remaining capacity can be accurately estimated regardless of the temperature and deterioration of the power storage device.
以下、本発明の蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置の第１の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
第１の実施形態による蓄電装置の残容量検出装置１０ａは、例えば電気自動車やハイブリッド車両等に備えられている。
Hereinafter, a first embodiment of an open circuit voltage detection device and a remaining capacity detection device for a power storage device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The power storage device remaining
例えば図１に示す車両１は、駆動源としての内燃機関１１およびモータ１２を直列に直結し、少なくとも内燃機関１１またはモータ１２の何れか一方の動力を変速機構１３を介して自車両の駆動輪Ｗに伝達して走行するハイブリッド車両である。
この車両１では、減速時に駆動輪Ｗ側からモータ１２側に動力が伝達されると、モータ１２は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、車両１の運転状態に応じて、モータ１２は内燃機関１１の出力によって発電機として駆動され、発電エネルギーを発生する。
For example, a
In this
例えば複数の気筒（図示省略）を有する内燃機関１１の運転はエンジン制御装置１４により制御される。内燃機関１１には、内燃機関１１の運転状態を検出するためのセンサとして、内燃機関１１の機関温度（例えば、内燃機関１１の冷却水温ＴＷ）を検出する温度センサ１１ａや内燃機関１１の回転速度（エンジン回転数）ＮＥを検出する回転速度センサ１１ｂ等のセンサが備えられている。
各センサから出力される検出信号は、内燃機関１１の運転制御を行うためにＣＰＵ等を含む電子回路により構成されたエンジン制御装置１４に入力されている。また、エンジン制御装置１４には、イグニッション（図示略）のＯＮ／ＯＦＦを指示するイグニッションスイッチ１１ｃからの信号が入力されている。
For example, the operation of the
Detection signals output from the sensors are input to an
例えば３相のＤＣブラシレスモータからなるモータ１２の駆動および回生作動はモータ制御装置１５から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）１６により行われる。
ＰＤＵ１６は、例えばトランジスタのスイッチング素子から構成されたインバータ等を備えて構成され、モータ１２と電気エネルギーの授受を行う高圧系の高圧バッテリー１７にコンタクタ部１８を介して接続されている。
ＰＤＵ１６は、例えばモータ１２の駆動時には、高圧バッテリー１７から供給される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１２へ供給する。また、モータ１２の回生作動時には、モータ１２から出力される交流の回生電力を直流電力に変換して高圧バッテリー１７を充電または直流電力をＤＣ−ＤＣコンバータ１９へ供給する。
For example, the drive and regenerative operation of the
The
For example, when the
モータ１２には、モータ１２の動作状態を検出するために、モータ１２の回転速度（モータ回転数）ＮＭを検出する回転速度センサ１２ａ等のセンサが備えられ、センサから出力される検出信号は、モータ１２の動作制御を行うためにＣＰＵ等を含む電子回路により構成されたモータ制御装置１５に入力されている。
なお、コンタクタ部１８は、メインコンタクタ１８ａと、メインコンタクタ１８ａに並列に設けられたプリチャージコンタクタ１８ｂおよびプリチャージ抵抗器１８ｃとを備えて構成されている。
In order to detect the operation state of the
The
例えばＮｉ−ＭＨバッテリーやＬｉイオンバッテリー等からなる高圧バッテリー１７にはコンタクタ部１８を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１９が接続されている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１９は、バッテリー制御装置２０から出力される制御指令に応じて高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖあるいはモータ１２を回生作動させた際のＰＤＵ１６のインバータの端子間電圧を降圧して１２Ｖバッテリー２１を充電する。
For example, a DC-
The DC-
１２Ｖバッテリー２１は、各種補機類に加えて、各制御装置１４，１５，２０に対して電力供給を行う。
高圧バッテリー１７には、高圧バッテリー１７からモータ１２等の負荷へと供給される放電電流及び負荷から高圧バッテリー１７へと供給される充電電流からなる電流Ｉを検出する電流センサ１７ａ、高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖを検出する電圧センサ１７ｂ、高圧バッテリー１７の温度ＴＢを検出する温度センサ１７ｃ等のセンサが備えられている。
各センサから出力される検出信号は、高圧バッテリー１７の状態を監視、保護するためにＣＰＵ等を含む電子回路により構成されたバッテリー制御装置２０に入力されている。
The
The
Detection signals output from each sensor are input to a
このバッテリー制御装置２０は、第１の実施形態による蓄電装置の残容量検出装置１０ａ（以下、単に、残容量検出装置１０ａと呼ぶ）および蓄電装置の開路電圧検出装置１０ｂ（以下、単に、開路電圧検出装置１０ｂと呼ぶ）を備えている。
バッテリー制御装置２０は、後述するように、各センサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃから出力される検出信号と予め記憶された所定データとに基づき、高圧バッテリー１７の内部抵抗の算出や高圧バッテリー１７の残容量の算出や高圧バッテリー１７の寿命に係る劣化判定処理等を行う。
The
As will be described later, the
なお、エンジン制御装置１４と、モータ制御装置１５と、バッテリー制御装置２０とはバス２２を介して相互に接続されており、各制御装置１４，１５，２０は、各センサ１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃから取得した各検出データや、制御処理に際して生成したデータを相互に授受可能とされている。
The
第１の本実施形態による残容量検出装置１０ａは、例えば初期状態等の劣化の無い高圧バッテリー１７の無負荷状態での電圧特性に応じて予め作成した所定のマップを記憶している。このマップは、例えば図２に示すように高圧バッテリー１７を無負荷状態で所定時間を超える長時間に亘って放置した際の端子電圧Ｖの値（開路電圧Ｅ）と高圧バッテリー１７の残容量との相関関係を示している。
そして、残容量検出装置１０ａは開路電圧検出装置１０ｂから出力される開路電圧推定値Ｅｅｓｔに応じたマップ検索によって高圧バッテリー１７の残容量を算出する。
The remaining
Then, the remaining
なお、本発明における残容量とは、高圧バッテリー１７に満充電状態で蓄積されている電気量（Ａｈ）を１００％として、実際に高圧バッテリー１７に蓄積されている電気量（Ａｈ）の割合である。また、残容量は、電気量（Ａｈ）の代わりに電力量（Ｗｈ）によって算出されてもよい。
The remaining capacity in the present invention is the ratio of the amount of electricity (Ah) actually stored in the
この開路電圧Ｅは、温度に関わらず一義的に残容量を記述するという特性を有している。また、開路電圧Ｅは、仮に高圧バッテリー１７が劣化しても、この劣化した高圧バッテリー１７の満充電状態にて蓄積される電気量や電力量を１００％とした時の、実際に高圧バッテリー１７に蓄積されている電気量や電力量の割合を一義的に記述するという特性も有している。
すなわち、開路電圧Ｅは、高圧バッテリー１７の温度や劣化に関わらず、いわば一義的に残容量を記述する数値である。
The open circuit voltage E has a characteristic that the remaining capacity is uniquely described regardless of the temperature. In addition, even if the
That is, the open circuit voltage E is a numerical value that uniquely describes the remaining capacity regardless of the temperature and deterioration of the high-
第１の実施形態による開路電圧検出装置１０ｂは、電流センサ１７ａにより検出される高圧バッテリー１７の電流Ｉの電流検出値Ｉａｃｔと、電圧センサ１７ｂにより検出される高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖの電圧検出値Ｖａｃｔとに基づき、高圧バッテリー１７の開路電圧Ｅを推定する。
この開路電圧検出装置１０ｂは、例えば下記数式（１）に示すように、高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖが４つの電圧成分、つまり開路電圧Ｅと内部抵抗成分Ｗと反応抵抗成分Ｈと充放電ヒステリシス電圧成分Ｍとからなると設定している。
The open circuit
In this open circuit
この開路電圧Ｅは、高圧バッテリー１７を無負荷状態で所定時間を超える長時間に亘って放置した際の端子電圧Ｖの値である。
また、内部抵抗成分Ｗは、例えば高圧バッテリー１７の導電部材や電解液の抵抗等の高圧バッテリー１７の構造に起因する抵抗による電圧成分である。
そして、反応抵抗成分Ｈは、例えば高圧バッテリー１７の電解液の拡散抵抗や分極等の化学的な反応に起因する抵抗による電圧成分である。
そして、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍは、高圧バッテリー１７の充電時と放電時とで充放電停止時の端子電圧Ｖに生じるヒステリシスによる電圧成分である。
The open circuit voltage E is a value of the terminal voltage V when the
Further, the internal resistance component W is a voltage component due to resistance caused by the structure of the
The reaction resistance component H is a voltage component due to resistance resulting from a chemical reaction such as diffusion resistance or polarization of the electrolyte solution of the high-
The charging / discharging hysteresis voltage component M is a voltage component due to hysteresis generated in the terminal voltage V when charging / discharging is stopped when the high-
例えば図３に示すように、高圧バッテリー１７の電流（バッテリー電流）Ｉをステップ状に（例えば、０Ａから５Ａに）変化させて充電を行うと、先ず、この電流変化の発生時刻ｔ１において、高圧バッテリー１７の端子電圧（バッテリー電圧）Ｖは開路電圧Ｅから内部抵抗成分Ｗだけ増大する。
For example, as shown in FIG. 3, when charging is performed by changing the current (battery current) I of the
内部抵抗成分Ｗはバッテリー電流Ｉに比例し、例えば高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた比例係数である内部抵抗ａによって、下記数式（２）に示すようにして記述される。
なお、以下において、バッテリー電流Ｉの符号は充電電流に対して正とし、放電電流に対して負とする。
The internal resistance component W is proportional to the battery current I. For example, the internal resistance component W is described by the internal resistance a which is a proportional coefficient corresponding to the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the
In the following, the sign of the battery current I is positive with respect to the charging current and negative with respect to the discharging current.
そして、電流変化の発生時刻ｔ１以降において、バッテリー電圧Ｖは、開路電圧Ｅに内部抵抗成分Ｗを加算して得た値から、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍだけ増大する。 After the current change occurrence time t1, the battery voltage V increases by a reaction resistance component H and a charge / discharge hysteresis voltage component M from a value obtained by adding the internal resistance component W to the open circuit voltage E.
反応抵抗成分Ｈは、例えば電流変化の発生時刻ｔ１での値であるゼロから徐々に増加して適宜の時間経過後に平衡値である整定電圧Ｈｓへと到達するようにして変化する。
この整定電圧Ｈｓが、例えば図４に示すように、高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた所定の比例係数ｂに応じて高圧バッテリー１７の電流Ｉに比例するとすれば、整定電圧Ｈｓは下記数式（３）に示すようにして記述される。
For example, the reaction resistance component H gradually increases from zero, which is a value at the time t1 when the current change occurs, and changes so as to reach a settling voltage Hs, which is an equilibrium value, after an appropriate time has elapsed.
For example, as shown in FIG. 4, if the settling voltage Hs is proportional to the current I of the
このように、ステップ状の電流変化に対して、内部抵抗成分Ｗのような瞬時の電圧変化とは異なる反応抵抗成分Ｈの時間遅れの応答は、例えば高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた時定数ＴＨの１次遅れ要素の応答によって近似することができる。
この場合、例えば図５（Ａ）,（Ｂ）に示すように、反応抵抗成分Ｈの時間変化を示すグラフ図において、充電時の適宜の時刻ｔｃ２（つまり、図５（Ａ）での充電時のＦＨ点）および放電時の適宜の時刻ｔｄ２（つまり、図５（Ｂ）での放電時のＦＨ点）での反応抵抗成分Ｈの傾き（ｄＨ／ｄｔ）は、下記数式（４）に示すようにして記述される。
Thus, the time-lag response of the reaction resistance component H, which is different from the instantaneous voltage change such as the internal resistance component W, with respect to the step-like current change is, for example, the temperature state of the high-
In this case, for example, as shown in FIGS. 5A and 5B, in the graph showing the time change of the reaction resistance component H, an appropriate time tc2 during charging (that is, during charging in FIG. 5A). The slope (dH / dt) of the reaction resistance component H at an appropriate time td2 at the time of discharge (that is, the FH point at the time of discharge in FIG. 5B) is shown in the following formula (4). Is described as follows.
なお、上記数式（４）の時定数ＴＨは、例えば図５（Ａ）に示す充電時において時定数ＴＨｃであり、例えば図５（Ｂ）に示す放電時において時定数ＴＨｄであり、充電時の時定数ＴＨｃは放電時の時定数ＴＨｄよりも長い値（ＴＨｃ＞ＴＨｄ）とされている。
このような充電時と放電時とにおける時定数ＴＨの差異は、例えば図６に示すような高圧バッテリー１７のメモリー効果による放電電圧の降下を考慮して設定されている。
Note that the time constant TH in the above formula (4) is, for example, the time constant THc at the time of charging shown in FIG. 5A, for example, the time constant THd at the time of discharging shown in FIG. The time constant THc is longer than the time constant THd during discharge (THc> THd).
Such a difference in time constant TH between charging and discharging is set in consideration of a drop in discharge voltage due to the memory effect of the
すなわち、メモリー効果が発生していないバッテリー１７を、完全放電や完全充電を行なわずに充放電を繰り返して使用すると、この後に完全充電を行なっても充放電を繰り返した付近で放電電圧の電圧降下が生じる電圧挙動となる。そして、放電電圧の電圧降下に伴い、充電時には放電時よりもゆっくりと電圧が整定電圧Ｈｓに達するようになり、充電時の時定数ＴＨ（つまり、ステップ状の電流変化に対する電圧変化の時間遅れの応答の時定数ＴＨ）は放電時の時定数ＴＨよりも長くなる。
That is, when the
なお、反応抵抗成分Ｈの時間遅れの応答は、上記数式（４）に示すように、単一の時定数ＴＨ（つまり、充電時の時定数ＴＨｃおよび充電時の時定数ＴＨｄ）の１次遅れ要素の応答によって近似してもよいし、複数の異なる時定数ＴＨｎ（ｎは任意の自然数であって、例えば、充電時の時定数ＴＨｃｎおよび充電時の時定数ＴＨｄｎなど）の各１次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似してもよい。
そして、整定電圧Ｈｓはバッテリー電流Ｉに比例するとしたが、これに限定されず、例えばバッテリー電流Ｉに関する適宜の単調増加関数ｆ（Ｉ）であってもよい。この場合、上記数式（４）は、下記数式（５）に示すように記述される。
The time delay response of the reaction resistance component H is the first order delay of a single time constant TH (that is, the time constant THc during charging and the time constant THd during charging), as shown in the above equation (4). may be approximated by the response of the elements, (the n be any natural number, for example, when such constant THd n time constants THc n and charging during charging) constant TH n when a plurality of different respective first You may approximate the response which consists of a linear combination of the next delay elements.
The settling voltage Hs is proportional to the battery current I, but is not limited thereto, and may be an appropriate monotonically increasing function f (I) related to the battery current I, for example. In this case, the formula (4) is described as shown in the following formula (5).
また、例えば図７に示すように、高圧バッテリー１７での所定電流による充電時と放電時との間には、充放電停止時のバッテリー電圧Ｖ（充放電停止時電圧Ｅ０）から充電側にずれた０Ａ充電仮想ラインと放電側にずれた０Ａ放電仮想ラインとによって、充放電停止時電圧Ｅ０に対するヒステリシスの領域（充放電ヒステリシス領域）が生じる。
そして、例えば図８に示すように、適宜の残容量（ＳＯＣａ）での瞬時抵抗および反応抵抗による電圧変化に対して、０Ａ充電仮想ラインでの電圧値（０Ａ充電仮想点）と０Ａ放電仮想ラインでの電圧値（０Ａ放電仮想点）とによって充放電停止時電圧Ｅ０に対する充放電間ヒステリシス電圧が生じる。
Further, for example, as shown in FIG. 7, during charging and discharging at a predetermined current in the high-
For example, as shown in FIG. 8, the voltage value (0A charge imaginary point) and 0A discharge imaginary line in the 0A charge imaginary line with respect to the voltage change due to the instantaneous resistance and reaction resistance with an appropriate remaining capacity (SOCa). The charge / discharge hysteresis voltage with respect to the charge / discharge stop voltage E0 is generated by the voltage value at 0A (the virtual discharge point of 0A).
この充放電ヒステリシス領域による充放電ヒステリシス電圧成分Ｍは、例えば電流変化の発生時刻ｔ１での値であるゼロから徐々に増加して適宜の時間経過後に整定電圧Ｍｓへと到達するようにして変化する。
そして、整定電圧Ｍｓは、電流値に対しては、比例する値を取りつつ、飽和値として、例えば、少なくとも上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）または下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）を有している。
The charge / discharge hysteresis voltage component M due to this charge / discharge hysteresis region gradually increases from zero, which is a value at the current change occurrence time t1, and changes so as to reach the settling voltage Ms after an appropriate time has elapsed. .
The settling voltage Ms has a value proportional to the current value, and has, for example, at least an upper limit saturation voltage (uplimms) or a lower limit saturation voltage (lowlimms) as a saturation value.
例えば図９および下記数式（６）に示すように記述される整定電圧Ｍｓは、所定の上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）と下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）との間でバッテリー電流Ｉに比例する。 For example, the settling voltage Ms described as shown in FIG. 9 and the following formula (6) is proportional to the battery current I between a predetermined upper limit saturation voltage (uplimms) and a lower limit saturation voltage (lowlimms).
また、例えば図１０および下記数式（７）に示すように記述される整定電圧Ｍｓは、図９および上記数式（６）の例において、電流値に対する比例係数をゼロとした場合の例であって、高圧バッテリー１７の充電時に所定の上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）となり、放電時に下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）となり、充放電停止時にゼロとなる。
Further, for example, the settling voltage Ms described as shown in FIG. 10 and the following formula (7) is an example in the case where the proportionality coefficient with respect to the current value is set to zero in the example of FIG. 9 and the above formula (6). When the high-
なお、整定電圧Ｍｓは、例えば図９に示すようなバッテリー電流Ｉに対する直線的な変化に限らず、直線的な変化にスムージング処理などを行なって得た曲線的な変化を有していてもよい。 The settling voltage Ms is not limited to a linear change with respect to the battery current I as shown in FIG. 9, for example, and may have a curvilinear change obtained by performing a smoothing process or the like on the linear change. .
また、整定電圧Ｍｓは、例えば高圧バッテリー１７の組成などに応じて、充電側での変化と放電側での変化とが、同じあるいは異なる。
例えば上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）と下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）とは、絶対値が同じ（｜ｕｐｌｉｍＭｓ｜＝｜ｌｏｗｌｉｍＭｓ｜）、あるいは異なる（｜ｕｐｌｉｍＭｓ｜＜｜ｌｏｗｌｉｍＭｓ｜または｜ｕｐｌｉｍＭｓ｜＞｜ｌｏｗｌｉｍＭｓ｜）。
また、例えば整定電圧Ｍｓが所定の上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）と下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）との間でバッテリー電流Ｉに比例する場合に、充電側と放電側とで比例係数が同じ、あるいは異なる。
Further, the settling voltage Ms has the same or different change on the charge side and change on the discharge side, for example, depending on the composition of the
For example, the upper limit saturation voltage (uplimms) and the lower limit saturation voltage (lowlimms) have the same absolute value (| uplimms | = | lowlimmss |) or different (| uplimmss | <| lowlimmss | or | uplimmss | .
For example, when the settling voltage Ms is proportional to the battery current I between a predetermined upper limit saturation voltage (uplimms) and a lower limit saturation voltage (lowlimms), the proportionality coefficient is the same or different between the charge side and the discharge side.
このように、ステップ状の電流変化に対して、内部抵抗成分Ｗのような瞬時の電圧変化とは異なる充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間遅れの応答は、例えば高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた時定数ＴＭの１次遅れ要素の応答によって近似することができる。
この場合、例えば図１１（Ａ）,（Ｂ）に示すように、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間変化を示すグラフ図において、充電時の適宜の時刻ｔｃ２（つまり、図１１（Ａ）での充電時のＦＭ点）および放電時の適宜の時刻ｔｄ２（つまり、図１１（Ｂ）での放電時のＦＭ点）での充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの傾き（ｄＭ／ｄｔ）は、下記数式（８）に示すようにして記述される。
As described above, the time delay response of the charge / discharge hysteresis voltage component M, which is different from the instantaneous voltage change such as the internal resistance component W, with respect to the stepped current change is, for example, the temperature state of the high-
In this case, for example, as shown in FIGS. 11A and 11B, in the graph showing the time change of the charge / discharge hysteresis voltage component M, the appropriate time tc2 at the time of charging (that is, at FIG. 11A) The slope (dM / dt) of the charging / discharging hysteresis voltage component M at the FM point at the time of charging and the appropriate time td2 at the time of discharging (that is, the FM point at the time of discharging in FIG. 11B) It is described as shown in 8).
なお、上記数式（８）の時定数ＴＭは、例えば図１１（Ａ）に示す充電時において時定数ＴＭｃであり、例えば図１１（Ｂ）に示す放電時において時定数ＴＭｄであり、充電時の時定数ＴＭｃは放電時の時定数ＴＭｄよりも長い値（ＴＭｃ＞ＴＭｄ）とされている。
このような充電時と放電時とにおける時定数ＴＭの差異は、反応抵抗成分Ｈと同様にして、例えば図６に示すような高圧バッテリー１７のメモリー効果による放電電圧の降下を考慮して設定されている。
Note that the time constant TM of the above formula (8) is, for example, the time constant TMc at the time of charging shown in FIG. 11A, for example, the time constant TMd at the time of discharging shown in FIG. The time constant TMc is longer than the time constant TMd during discharge (TMc> TMd).
Similar to the reaction resistance component H, the difference in the time constant TM between charging and discharging is set in consideration of a drop in discharge voltage due to the memory effect of the
すなわち、メモリー効果が発生していないバッテリー１７を、完全放電や完全充電を行なわずに充放電を繰り返して使用すると、この後に完全充電を行なっても充放電を繰り返した付近で放電電圧の電圧降下が生じる電圧挙動となる。そして、放電電圧の電圧降下に伴い、充電時には放電時よりもゆっくりと電圧が整定電圧Ｍｓに達するようになり、充電時の時定数ＴＭ（つまり、ステップ状の電流変化に対する電圧変化の時間遅れの応答の時定数ＴＭ）は放電時の時定数ＴＭよりも長くなる。
That is, when the
なお、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間遅れの応答は、上記数式（８）に示すように、単一の時定数ＴＭ（つまり、充電時の時定数ＴＭｃおよび充電時の時定数ＴＭｄ）の１次遅れ要素の応答によって近似してもよいし、複数の異なる時定数ＴＭｍ（ｍは任意の自然数であって、例えば、充電時の時定数ＴＭｃｍおよび充電時の時定数ＴＭｄｍなど）の各１次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似してもよい。 The time delay response of the charge / discharge hysteresis voltage component M is 1 as a single time constant TM (that is, the time constant TMc at the time of charge and the time constant TMd at the time of charge) as shown in the above formula (8). may be approximated by the response of the next delay element, (the m a natural number, for example, when such constant TMd m time constants TMc m and charging during charging) constant TM m when several different You may approximate the response which consists of a linear combination of each primary delay element.
そして、整定電圧Ｍｓを、例えばゼロを含むバッテリー電流Ｉに関する適宜の単調増加関数ｇ（Ｉ）とすれば、上記数式（８）は、下記数式（９）に示すように記述される。 Then, if the settling voltage Ms is an appropriate monotonically increasing function g (I) related to the battery current I including, for example, zero, the above equation (8) is described as the following equation (9).
開路電圧検出装置１０ｂは、例えば上記数式（１）および数式（２）および数式（５）および数式（９）を高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式として、反応抵抗成分Ｈの推定値である反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの推定値である充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔを算出する。
そして、反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔと内部抵抗成分Ｗの推定値である内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔと高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖの電圧検出値Ｖａｃｔとに応じて高圧バッテリー１７の開路電圧Ｅの推定値である開路電圧推定値Ｅｅｓｔを算出する。
残容量検出装置１０ａは、開路電圧検出装置１０ｂにより算出される開路電圧推定値Ｅｅｓｔに応じて、例えば図２に示すマップを検索し、高圧バッテリー１７の残容量を算出する。
The open circuit
Then, the reaction resistance component estimated value H est, the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M est , the internal resistance component estimated value W est that is an estimated value of the internal resistance component W, and the voltage detection value V act of the terminal voltage V of the high-
The remaining
この開路電圧検出装置１０ｂは、例えば図１２に示すように、整定電圧調整器２４と、絶対値積分器２５と、使用期間演算器２６と、状態量算出部３１と、過渡応答成分算出部３２と、加算部３３と、内部抵抗推定器３４と、乗算部３５と、減算部３６と、ローパスフィルター３７と、状態量記憶部４０と、時定数調整器４１とを備えて構成されている。さらに、残容量検出装置１０ａは、例えば、開路電圧検出装置１０ｂと、残容量推定部３８とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 12, for example, the open circuit
開路電圧検出装置１０ｂは、反応抵抗成分Ｈの時間遅れの応答を、例えば、上記数式（５）に示すように、単一の時定数ＴＨの１次遅れ要素の応答によって近似、あるいは、複数の異なる時定数ＴＨｎ（ｎは任意の自然数）の各１次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似する。
また、開路電圧検出装置１０ｂは、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間遅れの応答を、例えば、上記数式（９）に示すように、単一の時定数ＴＭの１次遅れ要素の応答によって近似、あるいは、複数の異なる時定数ＴＭｍ（ｍは任意の自然数）の各１次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似する。
例えば反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間遅れの応答を各時定数ＴＨ，ＴＭの１次遅れ要素の応答によって近似した上記数式（５），（９）を一体化すると、行列式によって下記数式（１０）に示すように記述される。
The open circuit
The open circuit
For example, when the above formulas (5) and (9) that approximate the response of the time delay of the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M by the response of the first-order delay elements of the time constants TH and TM are integrated, the determinant Is expressed as shown in the following formula (10).
そして、上記数式（１）および数式（１０）において、下記数式（１１）に示すようにして状態変数ｘおよびバッテリー電流Ｉに関する関数ｊ（Ｉ）および係数Ａ，Ｃを設定すると、高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式は、例えば下記数式（１２）に示すようにして簡潔表現される。
When the function j (I) and the coefficients A and C relating to the state variable x and the battery current I are set in the above formulas (1) and (10) as shown in the following formula (11), the
上記数式（１１）および上記数式（１２）は状態変数ｘの時間変化を示す連続の状態方程式であり、上記数式（１２）に対応する離散化した状態方程式は、下記数式（１３）に示すように記述される。 The above formula (11) and the above formula (12) are continuous state equations showing the time change of the state variable x, and the discretized state equation corresponding to the above formula (12) is as shown in the following formula (13). Described in
状態量算出部３１は、例えばタイマー割り込み処理として所定周期（例えば１０ｍｓ等）毎に離散演算を実行する。この離散演算では、各時定数ＴＨ，ＴＭに応じた係数Ａ’およびバッテリー電流Ｉおよび前回の離散演算での状態変数（状態変数ｘの前回値）ｘｐと、上記数式（１３）とに基づき、状態変数ｘを算出する。
状態変数ｘは、反応抵抗成分Ｈの推定値および充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの推定値からなり、過渡応答成分算出部３２および状態量記憶部４０へ出力される。
For example, the state
The state variable x includes an estimated value of the reaction resistance component H and an estimated value of the charge / discharge hysteresis voltage component M, and is output to the transient response
このため、状態量算出部３１には、電流センサ１７ａから出力される電流検出値Ｉａｃｔと、状態量記憶部４０から出力される前回の状態変数（状態変数ｘの前回値）ｘｐと、時定数調整器４１から出力される係数Ａ’とが入力されている。
Therefore, the state
不揮発メモリー（図示略）を備える状態量記憶部４０は、状態量算出部３１から出力される状態変数ｘを前回値ｘｐとして記憶し、この前回値ｘｐを状態量算出部３１へ出力する。
The state
すなわち、例えば車両１の運転時における推定モードやイグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられる車両１の運転停止時の推定終了モードにおいては、所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓ等）にて実行される離散演算の前回の処理にて算出されて状態量記憶部４０に格納された前回値ｘｐが、離散演算の今回の処理にて状態量算出部３１へ出力される。
That is, for example, in the estimation mode when the
また、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられる車両１の運転開始時の初期化モードにおいては、車両１の運転停止時の推定終了モードにて算出されて状態量記憶部４０に格納された前回値ｘｐが、離散演算の今回の処理にて状態量算出部３１へ出力される。この初期化モードにおいては、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられた運転停止時から、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられる運転開始時までの経過時間が、離散演算のサンプリング周期として設定されることになる。
Further, in the initialization mode at the start of operation of the
時定数調整器４１は、電流センサ１７ａにより検出される高圧バッテリー１７の電流Ｉの電流検出値Ｉａｃｔに応じて、高圧バッテリー１７が充電状態であるか、あるいは放電状態であるかを判定する。
そして、時定数調整器４１は、高圧バッテリー１７が充電状態である場合には、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして充電時の時定数ＴＨｃを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして充電時の時定数ＴＭｃを設定する。一方、高圧バッテリー１７が放電状態である場合には、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして放電時の時定数ＴＨｄを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして放電時の時定数ＴＭｄを設定する。
なお、充電時の時定数ＴＨｃは放電時の時定数ＴＨｄよりも長い値（ＴＨｃ＞ＴＨｄ）とされ、充電時の時定数ＴＭｃは放電時の時定数ＴＭｄよりも長い値（ＴＭｃ＞ＴＭｄ）とされている。
The time constant adjuster 41 determines whether the
When the
The time constant THc at the time of charging is a value longer than the time constant THd at the time of discharging (THc> THd), and the time constant TMc at the time of charging is a value longer than the time constant TMd at the time of discharging (TMc> TMd). Has been.
そして、時定数調整器４１は、高圧バッテリー１７の充放電状態に応じた反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭと、サンプリング周期とに応じて、例えば高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１１），（１２））をサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により係数Ａ’を算出する。
なお、サンプリング周期は、例えば車両１の運転時における推定モードやイグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられる車両１の運転停止時の推定終了モードにおいては、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ等）とされている。
また、例えばイグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられる車両１の運転開始時の初期化モードにおいては、この初期化モードでの現在時刻ｔと前回の車両１の運転停止時の推定終了モードでの時刻（前回時刻）ｔｐとの差である経過時間（ｔ−ｔｐ）つまり車両１の運転停止時から運転開始時までに亘る高圧バッテリー１７の充放電の休止時間とされている。
The time constant adjuster 41 is, for example, a high voltage battery according to the time constant TH of the reaction resistance component H according to the charge / discharge state of the
The sampling period is, for example, a predetermined sampling period (for example, 10 ms) in an estimation mode when the
Further, for example, in the initialization mode at the start of operation of the
状態量算出部３１は、上記数式（２０）において、推定モードおよび推定終了モードでは、状態量記憶部４０から入力される前回の状態変数ｘｐと、時定数調整器４１から出力される係数Ａ’とに基づき、さらに、電流センサ１７ａにより検出される電流検出値Ｉａｃｔをバッテリー電流Ｉに入力することにより反応抵抗成分Ｈの推定値および充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの推定値からなる状態変数ｘを算出する。
また、初期化モードでは、状態量記憶部４０から入力される前回の状態変数ｘｐと、時定数調整器４１から出力される係数Ａ’とに基づき、さらに、車両１の運転停止期間中のゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Ｉに入力することにより反応抵抗成分Ｈの推定値および充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの推定値からなる状態変数ｘを算出する。
In the equation (20), the state
Further, in the initialization mode, based on the state variables x p of the previous input from the state
過渡応答成分算出部３２は、状態量算出部３１にて算出した状態変数ｘに上記数式（１１）に示す係数Ｃを作用させて、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの線形結合からなる反応抵抗成分Ｈの推定値である反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔと充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの推定値である充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔとの加算値（Ｈｅｓｔ＋Ｍｅｓｔ）を算出し、加算部３３へ出力する。
The transient response
内部抵抗推定器３４は、例えば図１３に示すように、電圧近似微分演算部５１と、電流近似微分演算部５２と、第１乗算部５３と、減算部５４と、第２乗算部５５と、ゲイン設定部５６と、積分演算部５７とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 13, for example, the
電圧近似微分演算部５１および電流近似微分演算部５２は、適宜の１次遅れ時定数Ｔｄおよびラプラス演算子Ｓにより、例えば下記数式（１４）に示すように記述される伝達関数Ｇ（Ｓ）によって、各電圧検出値Ｖａｃｔおよび電流検出値Ｉａｃｔから角周波数（１／Ｔｄ）以下の低周波成分を除去すると共に、各電圧検出値Ｖａｃｔおよび電流検出値Ｉａｃｔの時間変化率つまり電圧変化ΔＶ（＝ｄＶ／ｄｔ）および電流変化ΔＡ（＝ｄＩ／ｄｔ）を算出する。
The voltage approximate
この１次遅れ時定数Ｔｄは、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭに対して、例えば下記数式（１５）に示すように、角周波数（１／Ｔｄ）が、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの各角周波数（１／ＴＨ），（１／ＴＭ）よりも十分に大きな値となるように設定されている。 This first-order lag time constant Td is an angular frequency (1 / Td) as shown in the following formula (15), for example, with respect to the time constant TH of the reaction resistance component H and the time constant TM of the charge / discharge hysteresis voltage component M. Are set to be sufficiently larger than the angular frequencies (1 / TH) and (1 / TM) of the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M.
これにより、電圧近似微分演算部５１および電流近似微分演算部５２のバンドパス（ハイパス）フィルター作用の周波数特性が、例えば図１４に示すような周波数特性である場合には、カットオフ周波数である角周波数（１／Ｔｄ）以下の低周波成分の利得が−３ｄＢ以下となる。特に、電圧検出値Ｖａｃｔの電圧変動からは低周波成分に相当する過渡応答（つまり反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍ）による電圧変動分が除去され、高周波成分に相当する内部抵抗成分Ｗによる電圧変動分のみが抽出されることになる。
Thereby, when the frequency characteristics of the band pass (high pass) filter action of the voltage approximate
第１乗算部５３は、後述する積分演算部５７から出力される高圧バッテリー１７の内部抵抗ａの推定値である内部抵抗推定値ａｅｓｔの前回値と電流近似微分演算部５２から出力される電流変化ΔＡとを乗算して得た値を、電圧変化推定値ΔＶｅｓｔとして出力する。
The
減算部５４は、電圧近似微分演算部５１から出力される電圧変化ΔＶから第１乗算部５３から出力された電圧変化推定値ΔＶｅｓｔを減算して得た差分（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ）を出力する。
The
第２乗算部５５は、後述するゲイン設定部５６から出力されるゲインＫと減算部５４から出力される差分（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ）とを乗算することによって、高圧バッテリー１７の内部抵抗ａの補正量に相当する内部抵抗補正量Ｑ（＝Ｋ×（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ））を算出する。
The
ゲイン設定部５６は、例えば、予め設定した所定の固定値、あるいは、電圧近似微分演算部５１から出力される電圧変化ΔＶまたは電流近似微分演算部５２から出力される電流変化ΔＡなどの高圧バッテリー１７の状態変化に係る状態変化量の値（実測値や演算値など）または指令値に基づき、ゲインＫを設定する。
The
例えば下記数式（１６）に示すパラメータ（α・ΔＡ）のように、電流変化ΔＡのみに基づき設定されるゲインＫでは、任意の定数α（例えば、α＝１／１００など）は、内部抵抗推定値ａｅｓｔが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、正負の符号と値の大きさとが設定される。
また、例えば下記数式（１６）に示す各パラメータ（（β・ΔＶ），（γ・ΔＡ＋δ・ΔＶ），（ε・ΔＡ・ΔＶ））のように、電圧変化ΔＶのみ、あるいは、電流変化ΔＡと電圧変化ΔＶとの和、あるいは、電流変化ΔＡと電圧変化ΔＶとの積などに基づき設定されるゲインＫでは、各任意の定数β，γ，δ，εは、内部抵抗推定値ａｅｓｔが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、正負の符号と値の大きさとが設定される。
また、例えば所定の固定値は、予め実施される各種の試験結果などに応じて、内部抵抗推定値ａｅｓｔが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、正負の符号と値の大きさが設定される。
For example, as in the parameter (α · ΔA) shown in the following equation (16), with a gain K set based only on the current change ΔA, an arbitrary constant α (for example, α = 1/100) is an internal resistance estimation. The positive and negative signs and the magnitude of the value are set so that the value aest does not diverge but converges with an appropriate change rather than a sudden change.
In addition, for example, each parameter ((β · ΔV), (γ · ΔA + δ · ΔV), (ε · ΔA · ΔV)) shown in the following formula (16), only the voltage change ΔV or the current change ΔA With a gain K set based on the sum of the voltage change ΔV or the product of the current change ΔA and the voltage change ΔV, the arbitrary resistances β, γ, δ, ε are diverged from the internal resistance estimated value a est. Instead, the sign of the positive and negative values and the magnitude of the value are set so as to converge with an appropriate change, not an abrupt change.
In addition, for example, the predetermined fixed value is positive or negative so that the estimated internal resistance value a est does not diverge according to various test results performed in advance, but converges with an appropriate variation rather than a rapid variation. The sign and value size are set.
なお、ゲインＫは、高圧バッテリー１７の状態変化に係る状態変化量の各種のパラメータ（例えば、負荷変動値（実測値や演算値など）または負荷変動指令値、電流変化ΔＡ、電圧変化ΔＶ、出力変化ΔＷ、およびこれらの組み合わせなど）の単一、あるいは、複数の組み合わせに対して、内部抵抗推定値ａｅｓｔが発散せずに、急激な変動ではなく適正な変動で収束するようにして、例えば加算、減算、乗算、除算、累乗などの各種の演算が行なわれて設定されてもよい。
The gain K indicates various parameters (for example, load fluctuation values (actually measured values, calculated values, etc.) or load fluctuation command values, current changes ΔA, voltage changes ΔV, output) relating to the state changes of the high-
なお、ゲインＫは、より好ましくは、高圧バッテリー１７の状態変化に係る状態変化量により変化する内部抵抗推定値ａｅｓｔ（あるいは内部抵抗補正量Ｑ）の算出精度に応じて設定されてもよい。例えば状態変化量がほぼゼロとなる場合には、内部抵抗推定値ａｅｓｔ（あるいは内部抵抗補正量Ｑ）の算出精度が極めて低いと判断されて、ゲインＫは最小の値とされる。これにより、高圧バッテリー１７の充放電電流がほとんど無い場合には、ゲインＫがゼロに設定されて、内部抵抗推定値ａｅｓｔが修正されないで維持される。
また、例えば状態変化量が所定の適正範囲の値となる場合には、内部抵抗推定値ａｅｓｔ（あるいは内部抵抗補正量Ｑ）の算出精度が高いと判断されて、ゲインＫは最大の値とされる。これにより、高圧バッテリー１７の充放電電流が内部抵抗推定に最適な場合に演算された内部抵抗推定値ａｅｓｔ（あるいは内部抵抗補正量Ｑ）に大きな重みが与えられ、精度の高い内部抵抗推定値ａｅｓｔを得ることができる。
The gain K may more preferably be set according to the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) that changes according to the state change amount related to the state change of the high-
For example, when the state change amount falls within a predetermined appropriate range, it is determined that the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) is high, and the gain K is set to the maximum value. Is done. Thereby, a large weight is given to the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) calculated when the charge / discharge current of the high-
そして、これらの最小から最大の間においては、例えば負荷変動または電流変化ΔＡまたは電圧変化ΔＶまたは出力変化ΔＷなどの状態変化量が増大することに伴いゲインＫが増大傾向に変化するように、かつ、状態変化量が減少することに伴いゲインＫが減少傾向に変化するようにして、ゲインＫが設定される。
また、例えば状態変化量が所定の適正範囲を超えて大きな値となる場合には、内部抵抗推定値ａｅｓｔ（あるいは内部抵抗補正量Ｑ）の算出精度が低いと判断されて、ゲインＫはより小さな値とされる。
Between these minimum and maximum values, for example, the gain K changes in an increasing trend as the state change amount such as load change, current change ΔA, voltage change ΔV, or output change ΔW increases, and The gain K is set such that the gain K changes in a decreasing trend as the state change amount decreases.
For example, when the state change amount exceeds a predetermined appropriate range and becomes a large value, it is determined that the calculation accuracy of the internal resistance estimated value a est (or the internal resistance correction amount Q) is low, and the gain K is further increased. Small value.
積分演算部５７は、例えば適宜の時定数Ｔｆおよびラプラス演算子Ｓにより記述される伝達関数Ｇｆ（Ｓ）（＝１／（Ｔｆ・Ｓ））によって、第２乗算部５５から出力される内部抵抗補正量Ｑを積分することによって内部抵抗推定値ａｅｓｔを算出し、この算出結果を出力する。
なお、内部抵抗推定値ａｅｓｔの初期値は予め適宜に所定の内部抵抗固定値が設定されている。
The
The initial value of the estimated internal resistance value a est is set in advance with a predetermined fixed internal resistance value.
なお、内部抵抗推定器３４は、各パラメータ（つまり、Ｉａｃｔ，Ｖａｃｔ，ΔＡ，ΔＶ，ΔＶｅｓｔ，（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ），Ｋ，Ｑ，ａｅｓｔなど）の全てあるいは一部に対して、適宜の変換演算部３４ａによる変換演算処理を行なってもよい。
Note that the
例えば図１５（Ａ）に示す変換演算部３４ａは、出力値に対して下限値と上限値とを有し、下限値と上限値との間で入力値の増大に比例する単調増大の出力値を出力する。
また、例えば図１５（Ｂ）に示す変換演算部３４ａは、入力値の所定範囲（例えば、電流検出値Ｉａｃｔでのゼロを含む所定範囲、電圧検出値Ｖａｃｔでの高圧バッテリー１７の定格電圧を含む所定範囲など）において出力値が固定される不感帯を有し、下限値と不感帯との間および不感帯と上限値との間で入力値の増大に比例する単調増大の出力値を出力する。
For example, the
Further, for example, the
また、例えば図１５（Ａ），（Ｂ）に示す各変換演算部３４ａにスムージング処理を行なって得た変換演算処理を行なってもよい。例えば図１５（Ｃ）に示す変換演算部３４ａは、図１５（Ｂ）に示す変換演算部３４ａにスムージング処理を行なって得たものであって、入力値の絶対値が増大することに伴い増大傾向に変化する出力値の増大率が低下する。
また、例えば図１５（Ｄ）に示す変換演算部３４ａは、入力値の所定範囲（例えば、電流検出値Ｉａｃｔでのゼロを含む所定範囲、電圧検出値Ｖａｃｔでの高圧バッテリー１７の定格電圧を含む所定範囲など）において出力値が固定される不感帯を有し、この不感帯以外において入力値の増大に比例する単調増大の出力値を出力する。
Further, for example, the conversion calculation process obtained by performing the smoothing process on each of the
Further, for example, the
なお、例えば図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す各変換演算部３４ａにおいて、出力値＝ゼロとなる横軸は、各パラメータに応じて適宜に上下に変更される場合がある。例えば電圧検出値Ｖａｃｔでは常にＶａｃｔ＞０であることから、出力値＝ゼロとなる横軸は、例えば図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示す点線のようになる。 15A to 15D, for example, the horizontal axis where the output value = zero may be appropriately changed up and down depending on each parameter. For example, since the voltage detection value Vact is always Vact > 0, the horizontal axis where the output value = zero is, for example, a dotted line shown in FIGS.
なお、各変換演算部３４ａは、例えば高圧バッテリー１７の劣化状態に係る状態量（例えば、バッテリー電流Ｉの絶対値の積算値、あるいは、初期状態等の劣化の無い状態からの累積使用時間など）に応じて、変換演算特性が劣化側に変更されてもよい。
例えば図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように出力値に対して下限値と上限値とを有する変換演算部３４ａにおいて、高圧バッテリー１７の劣化度合いが増大した場合には、電流検出値Ｉａｃｔ，電圧検出値Ｖａｃｔ，電流変化ΔＡ，電圧変化ΔＶ，電圧変化推定値ΔＶｅｓｔ，差分（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ）などに対する変換演算処理では、下限値と上限値との間の間隔を拡大させるようにして、下限値が低下されると共に上限値が増大される。また、内部抵抗補正量Ｑ，内部抵抗推定値ａｅｓｔなどに対する変換演算処理では、例えば下限値と上限値との間の間隔を変更せずに下限値と上限値とを移動させるようにして、下限値および上限値が増大される。
In addition, each
For example, as shown in FIGS. 15A and 15B, when the degree of deterioration of the
また、例えば図１５（Ｃ），（Ｄ）に示すように入力値の増大に伴い増大傾向に変化する出力値の増大率が低下し、かつ、入力値の低下に伴い低下傾向に変化する出力値の低下率が低下する変換演算部３４ａにおいて、高圧バッテリー１７の劣化度合いが増大した場合には、電流検出値Ｉａｃｔ，電圧検出値Ｖａｃｔ，電流変化ΔＡ，電圧変化ΔＶ，電圧変化推定値ΔＶｅｓｔ，差分（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ）などに対する変換演算処理では、出力値の増大率の低下度合いを低下、かつ、出力値の低下率の低下度合いを低下させる。また、内部抵抗補正量Ｑ，内部抵抗推定値ａｅｓｔなどに対する変換演算処理では、出力値の増大率の低下度合いを低下、かつ、出力値の低下率の低下度合いを増大させる。
Further, for example, as shown in FIGS. 15C and 15D, the output value increasing rate that changes with increasing input value decreases, and the output that changes with decreasing input value decreases. When the degree of deterioration of the high-
内部抵抗推定器３４から出力された内部抵抗推定値ａｅｓｔは、例えば図１３に示すように、乗算部３５に入力される。
乗算部３５は、電流検出値Ｉａｃｔと内部抵抗推定値ａｅｓｔとを乗算して得た値を内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔとして設定して出力する。
The internal resistance estimated value a est output from the
The
加算部３３は、乗算部３５から出力される内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔと、過渡応答成分算出部３２から出力される反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔとの加算値（Ｈｅｓｔ＋Ｍｅｓｔ）とを加算して得た値（Ｗｅｓｔ＋Ｈｅｓｔ＋Ｍｅｓｔ）を出力する。
The adding
減算部３６は、電圧センサ１７ｂにより検出される電圧検出値Ｖａｃｔから値（Ｗｅｓｔ＋Ｈｅｓｔ＋Ｍｅｓｔ）を減算することによって開路電圧推定値Ｅｅｓｔを算出し、この算出結果を出力する。
すなわち、上記数式（１）に示すように、高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖは開路電圧Ｅと内部抵抗成分Ｗと反応抵抗成分Ｈと充放電ヒステリシス電圧成分Ｍとからなり、電圧検出値Ｖａｃｔから、内部抵抗成分Ｗと反応抵抗成分Ｈと充放電ヒステリシス電圧成分Ｍとの各推定値を減算することによって、開路電圧Ｅの推定値を算出することができる。
The
That is, as shown in the above formula (1), the terminal voltage V of the
ローパスフィルター３７は、減算部３６から出力される開路電圧推定値Ｅｅｓｔに含まれる誤差、特に高周波ノイズを除去し、このノイズ除去後の開路電圧推定値Ｅｅｓｔを残容量推定部３８へ出力する。
残容量推定部３８は、例えば図２に示すように高圧バッテリー１７を無負荷状態で所定時間を超える長時間に亘って放置した際の端子電圧Ｖの値（開路電圧Ｅ）と高圧バッテリー１７の残容量との相関関係を示すマップを記憶している。そして、ローパスフィルター３７から出力される開路電圧推定値Ｅｅｓｔに応じたマップ検索によって高圧バッテリー１７の残容量を算出する。
Low-pass filter 37, an error included in the open-circuit voltage estimated value E est outputted from the
For example, as shown in FIG. 2, the remaining
第１の実施形態による残容量検出装置１０ａおよび開路電圧検出装置１０ｂは上記構成を備えており、次に、残容量検出装置１０ａおよび開路電圧検出装置１０ｂの動作、特に、推定モードおよび推定終了モードおよび初期化モードにおける状態変数ｘの算出動作について説明する。
The remaining
なお、推定モードは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮ状態となる車両１の運転継続時における動作モードである。推定終了モードは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦに切り換えられる車両１の運転停止時の動作モードである。初期化モードは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮに切り換えられる車両１の運転開始時の動作モードである。
Note that the estimation mode is an operation mode when the
残容量検出装置１０ａおよび開路電圧検出装置１０ｂを具備するバッテリー制御装置２０は、例えばイグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦ以外の状態である場合に、以下に示す一連の処理（つまり、状態変数ｘの算出処理）を実行するためのタイマー割り込み処理を所定周期（例えば１０ｍｓ等）毎に実行する。そして、バッテリー制御装置２０は、推定モードや推定終了モードでの状態変数ｘの算出処理において、所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓ等）毎に電流センサ１７ａおよび電圧センサ１７ｂの各検出値を取得し、これらの各検出値に基づき離散演算を実行する。
The
なお、このタイマー割り込み処理は、後述するタイマー割込禁止信号が出力されるまで実行され、例えばイグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられる時点、つまり車両１の運転継続時の推定モードから車両１の運転停止時の推定終了モードへと移行する時点においても、タイマー割り込み処理が実行可能とされている。
また、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられる車両１の運転開始時においては、以下に示す初期化モードに係る一連の処理を実行した後に、タイマー割り込み処理を所定周期（例えば１０ｍｓ等）毎に実行するようになっている。
This timer interruption process is executed until a timer interrupt prohibition signal, which will be described later, is output. For example, when the
Further, at the start of operation of the
先ず、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられる車両１の運転開始時、または、タイマー割り込み処理の実行によって、図１６に示す一連の処理の実行が開始される。
先ず、図１６に示すステップＳ０１においては、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりイグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられた場合には、ステップＳ０２に進み、処理モードとして初期化モードを設定し、ステップＳ０３に進む。
First, execution of a series of processes shown in FIG. 16 is started at the start of operation of the
First, in step S01 shown in FIG. 16, it is determined whether or not the
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 09 described later.
On the other hand, if this determination result is "YES", that is, if the
ステップＳ０３においては、現在時刻ｔと前回時刻ｔｐとを取得し、ステップＳ０４に進み、経過時間（ｔ−ｔｐ）を算出し、ステップＳ０５に進む。
ステップＳ０５においては、経過時間（ｔ−ｔｐ）つまり高圧バッテリー１７の充放電休止状態である休止時間をサンプリング周期として、高圧バッテリー１７の時間変化特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１１）及び（１２））を離散化し、係数Ａ’を算出する。
In step S03, acquires the current time t and the previous time t p, the process proceeds to step S04, and calculates the elapsed time (t-t p), the process proceeds to step S05.
In step S05, the sampling period downtime is charged and discharged dormant elapsed time (t-t p) that is a high-
次に、ステップＳ０６においては、休止時間においてバッテリー電流Ｉがゼロまたはゼロ近傍の所定の電流値（例えば、暗電流値等）の休止時電流に保持されると仮定する。そして、上記数式（１３）において、ゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Ｉに入力し、前回の状態変数ｘｐと係数Ａ’とに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数ｘを算出する。 Next, in step S06, it is assumed that the battery current I is held at a resting current of zero or a predetermined current value near zero (for example, a dark current value) during the resting time. Then, in the above equation (13), zero or a predetermined resting current is input to the battery current I, the state transition calculation is executed based on the previous state variable x p and the coefficient A ′, and the state in the current process Variable x is calculated.
次に、ステップＳ０７においては、算出した今回の状態変数ｘを、新たに前回の状態変数ｘｐとして設定し、状態量記憶部４０に記憶する。
次に、ステップＳ０８においては、現在時刻ｔを、新たに前回時刻ｔｐとして記憶し、一連の処理を終了する。
Next, in step S07, the calculated current state variables x, newly set as a state variable x p of the previous stored in the state
Next, in step S08, the current time t, stored as a new previous time t p, the series of processing is terminated.
また、ステップＳ０９においては、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられたか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりイグニッションスイッチ１１ｃの状態が変更されていない場合には、ステップＳ１０に進み、処理モードとして推定モードを設定し、ステップＳ１１に進む。
In step S09, it is determined whether or not the
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination result is "NO", that is, if the state of the
ステップＳ１１においては、現在時刻ｔを取得し、ステップＳ１２に進み、電流センサ１７ａおよび電圧センサ１７ｂの各検出値を取得し、ステップＳ１３に進む。
そして、ステップＳ１３においては、高圧バッテリー１７が充電状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１４に進み、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして充電時の時定数ＴＨｃを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして充電時の時定数ＴＭｃを設定し、ステップＳ１６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１４に進み、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして放電時の時定数ＴＨｄを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして放電時の時定数ＴＭｄを設定し、ステップＳ１６に進む。
In step S11, the current time t is acquired, the process proceeds to step S12, each detection value of the
In step S13, it is determined whether or not the
When the determination result is “YES”, the process proceeds to step S14, the time constant THc at the time of charging is set as the time constant TH of the reaction resistance component H, and the time constant TM at the time of charging is set as the time constant TM of the charge / discharge hysteresis voltage component M. The time constant TMc is set, and the process proceeds to step S16.
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
ステップＳ１６においては、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭと、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ等）とに応じて、例えば高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１１），（１２））をサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により係数Ａ’を算出する。そして、上記数式（１３）において、電流センサ１７ａの検出値をバッテリー電流Ｉに入力し、前回の状態変数ｘｐと係数Ａ’とに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数ｘを算出し、上述したステップＳ０７に進む。
In step S16, for example, a state equation indicating characteristics of the high-
また、ステップＳ１７においては、処理モードとして推定終了モードを設定し、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８においては、現在時刻ｔを取得し、ステップＳ１９に進み、電流センサ１７ａおよび電圧センサ１７ｂの各検出値を取得し、ステップＳ２０に進む。
そして、ステップＳ２０においては、高圧バッテリー１７が充電状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２１に進み、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして充電時の時定数ＴＨｃを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして充電時の時定数ＴＭｃを設定し、ステップＳ２３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２２に進み、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして放電時の時定数ＴＨｄを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして放電時の時定数ＴＭｄを設定し、ステップＳ２３に進む。
In step S17, the estimation end mode is set as the processing mode, and the process proceeds to step S18.
In step S18, the current time t is acquired, the process proceeds to step S19, the detection values of the
In step S20, it is determined whether or not the
If this determination is “YES”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “NO”, the flow proceeds to step
ステップＳ２３においては、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭと、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ等）とに応じて、例えば高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１１），（１２））をサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により係数Ａ’を算出する。そして、上記数式（１３）において、電流センサ１７ａの検出値をバッテリー電流Ｉに入力し、前回の状態変数ｘｐと、係数Ａ’とに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数ｘを算出し、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４においては、タイマー割込禁止信号を出力し、上述したステップＳ０７に進む。
In step S23, for example, a state equation indicating the characteristics of the high-
In step S24, a timer interrupt prohibition signal is output, and the process proceeds to step S07 described above.
上述したように、第１の実施形態による蓄電装置の残容量検出装置１０ａおよび開路電圧検出装置１０ｂによれば、バッテリー電圧Ｖを開路電圧Ｅと内部抵抗成分Ｗと反応抵抗成分Ｈと充放電ヒステリシス電圧成分Ｍとからなる４つの電圧成分により構成する。そして、バッテリー電流Ｉの変動に伴う電圧変動で遅れ成分となる反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの応答を、それぞれ１次遅れ応答によって近似して得た高圧バッテリー１７の状態方程式によって開路電圧推定値Ｅｅｓｔを算出する。このとき、過渡応答成分の時定数を蓄電装置の充放電状態に応じて調整し、充電状態での時定数が放電状態での時定数に比べてより大きくなるようにすることで、メモリー効果による放電電圧の電圧降下に対応する。そして、開路電圧推定値Ｅｅｓｔに応じたマップ検索により高圧バッテリー１７の残容量を算出する。
これにより、メモリー効果による放電電圧の電圧降下に対応しつつ、バッテリー電流Ｉの変動に伴う電圧変動が本来有する収束性を適切にモデル化することによって、装置構成が複雑化することを抑制しつつ信頼性の高い推定処理を実行することができ、開路電圧推定値Ｅｅｓｔの推定精度を向上させることができる。
As described above, according to the remaining
As a result, it is possible to cope with the voltage drop of the discharge voltage due to the memory effect and to appropriately model the convergence inherent in the voltage fluctuation accompanying the fluctuation of the battery current I, thereby suppressing the complexity of the device configuration. A highly reliable estimation process can be performed, and the estimation accuracy of the open circuit voltage estimated value E est can be improved.
そして、例えば図２に示すように、Ｎｉ−ＭＨバッテリーからなる高圧バッテリー１７において、残容量の変化に応じた開路電圧Ｅの変化が相対的に小さい残容量の中間領域に対しても、開路電圧Ｅの算出精度が向上することに伴い、残容量を精度良く算出することができる。
For example, as shown in FIG. 2, in the
なお、上述した第１の実施形態においては、減算部３６において電圧センサ１７ｂにより検出される電圧検出値Ｖａｃｔから内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔと反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔとが減算されることによって開路電圧推定値Ｅｅｓｔが算出されるとしたが、これに限定されず、例えばバッテリー電流Ｉがゼロであるときには内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔがゼロとなるため、減算部３６においては、電圧検出値Ｖａｃｔから反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔとが減算されることによって開路電圧推定値Ｅｅｓｔが算出されてもよい。
すなわち、減算部３６は、電圧センサ１７ｂにより検出される電圧検出値Ｖａｃｔから、少なくとも反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔと充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔとを減算することによって開路電圧推定値Ｅｅｓｔを算出する。
In the first embodiment described above, the internal resistance component estimated value W est , the reaction resistance component estimated value H est, and the charge / discharge hysteresis voltage component from the voltage detection value V act detected by the
That is, the subtracting
以下、本発明の蓄電装置の開路電圧検出装置および残容量検出装置の第２の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この第２の実施形態による蓄電装置の残容量検出装置６０ａ（以下、単に、残容量検出装置６０ａと呼ぶ）および蓄電装置の開路電圧検出装置６０ｂ（以下、単に、開路電圧検出装置６０ｂと呼ぶ）は、上述した第１の実施形態に係る残容量検出装置１０ａおよび開路電圧検出装置１０ｂと同様にバッテリー制御装置２０に備えられている。
Hereinafter, a second embodiment of the open circuit voltage detection device and the remaining capacity detection device of the power storage device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The remaining
開路電圧検出装置６０ｂは、例えば図１７に示すように、上述した第１の実施形態に係る開路電圧検出装置１０ｂに具備される内部抵抗推定器３４および乗算部３５および状態量記憶部４０および時定数調整器４１と、状態量算出部６１と、開路電圧及び過渡応答成分算出部６２と、加算部６３と、減算部６４と、開路電圧抽出部６５とを備えて構成されている。
さらに、残容量検出装置６０ａは、例えば、開路電圧検出装置６０ｂと、上述した第１の実施形態に係る残容量検出装置１０ａに具備される残容量推定部３８とを備えて構成されている。
For example, as shown in FIG. 17, the open circuit
Furthermore, the remaining
開路電圧検出装置６０ｂは、後述する状態方程式に基づきバッテリー電圧Ｖの推定値であるバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔを算出し、このバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔと電圧検出値Ｖａｃｔとの電圧差Ｖｅｒｒがゼロとなるようにフィードバック制御を行う。
残容量検出装置６０ａは、開路電圧検出装置６０ｂにて算出されるバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔに係る状態変数ｘから開路電圧推定値Ｅｅｓｔを抽出し、開路電圧推定値Ｅｅｓｔに応じたマップ検索によって高圧バッテリー１７の残容量を算出する。
The open circuit
The remaining
なお、以下において上述した第１の実施形態と同一部分については同じ符号を配して説明を省略するが、時定数調整器４１については、第２の実施形態では、係数Ｌ’，Ｚ’の算出機能が追加されている。また、本発明における算出とは、固定値の出力を含むものとする。 In the following description, the same parts as those in the first embodiment described above are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted. However, the time constant adjuster 41 has coefficients L ′ and Z ′ in the second embodiment. A calculation function has been added. The calculation according to the present invention includes a fixed value output.
この第２の実施形態において、開路電圧検出装置６０ｂは、下記数式（１７）に示すように、状態変数ｘを、例えば高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた時定数ＴＨに対応した反応抵抗成分Ｈおよび時定数ＴＭに対応した充放電ヒステリシス電圧成分Ｍと、開路電圧Ｅとから構成している。
In this second embodiment, the open circuit
そして、開路電圧検出装置６０ｂは、上記数式（１７）に示す状態変数ｘと行列Ａ，Ｃ，Ｚおよび高圧バッテリー１７の内部抵抗ａによって、高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式を、例えば下記数式（１８）に示すように設定する。
なお、下記数式（１８）における関数Ｐ（Ｅ）は、バッテリー電流Ｉの単位電流変化に伴う開路電圧Ｅの時間変化率であって、例えば開路電圧Ｅに関する適宜の関数とされている。
Then, the open circuit
The function P (E) in the following mathematical formula (18) is a time change rate of the open circuit voltage E accompanying the unit current change of the battery current I, and is an appropriate function related to the open circuit voltage E, for example.
この開路電圧検出装置６０ｂは、後述する減算部６４から出力されるバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔと電圧検出値Ｖａｃｔとの電圧差Ｖｅｒｒを制御ゲインＬにより制御増幅して得た値（Ｌ・Ｖｅｒｒ）を上記数式（１８）に示す状態変数ｘの時間変化（ｄｘ／ｄｔ）の状態方程式に作用させることによって、例えば下記数式（１９）に示す新たな状態方程式、すなわちオブザーバを設定する。
そして、この新たな状態方程式を、各モード（例えば、推定モード、推定終了モード、初期化モード）に応じて離散化して設定される係数Ａ’，Ｌ’ ，Ｚ’およびバッテリー電流Ｉおよび前回の状態変数ｘｐに基づき、反応抵抗成分Ｈの推定値および充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの推定値および開路電圧Ｅの推定値からなる状態変数ｘを算出する。
なお、係数Ｚ’において成分ｚ’は、前回状態から今回状態までの経過時間（サンプリングタイム）に応じた所定値であって、例えばサンプリングタイムなどとされている。
The open circuit
The new equation of state is discretized according to each mode (for example, estimation mode, estimation termination mode, initialization mode), coefficients A ′, L ′, Z ′, battery current I, and previous time based on the state variables x p, calculates the state variables x consisting of the estimated value and the estimated value of the open circuit voltage E of the estimated value and the charge-discharge hysteresis voltage component M of the reaction resistance component H.
In the coefficient Z ′, the component z ′ is a predetermined value corresponding to the elapsed time (sampling time) from the previous state to the current state, and is, for example, a sampling time.
上記数式（１９）に対応する離散化した状態方程式は、下記数式（２０）に示すように記述される。 The discretized state equation corresponding to the equation (19) is described as the following equation (20).
状態量算出部６１は、例えば各モード（例えば、推定モード、推定終了モード、初期化モード）に応じて設定される係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’およびバッテリー電流Ｉおよび前回の離散演算での状態変数（状態変数ｘの前回値）ｘｐと、上記数式（２０）とに基づき、状態変数ｘを算出する。
この状態変数ｘは、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍおよび開路電圧Ｅの推定値からなり、開路電圧及び過渡応答成分算出部６２および状態量記憶部４０へ出力される。
The state
The state variable x includes estimated values of the reaction resistance component H, the charge / discharge hysteresis voltage component M, and the open circuit voltage E, and is output to the open circuit voltage and transient response
すなわち、推定モードおよび推定終了モードでは、状態量記憶部４０から入力される前回の状態変数ｘｐと、時定数調整器４１から出力される係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’とに基づき、さらに、電流センサ１７ａにより検出される電流検出値Ｉａｃｔをバッテリー電流Ｉに入力することにより状態変数ｘを算出する。また、初期化モードでは、状態量記憶部４０から入力される前回の状態変数ｘｐと、時定数調整器４１から出力される係数Ａ’，Ｌ’ ，Ｚ’とに基づき、さらに、車両１の運転停止期間中のゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Ｉに入力することにより状態変数ｘを算出する。
That is, in the estimation mode and the estimation end mode, based on the previous state variable x p input from the state
この第２の実施形態において、 時定数調整器４１は、電流センサ１７ａにより検出される高圧バッテリー１７の電流Ｉの電流検出値Ｉａｃｔに応じて、高圧バッテリー１７が充電状態であるか、あるいは放電状態であるかを判定する。
そして、時定数調整器４１は、高圧バッテリー１７が充電状態である場合には、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして充電時の時定数ＴＨｃを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして充電時の時定数ＴＭｃを設定する。一方、高圧バッテリー１７が放電状態である場合には、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨとして放電時の時定数ＴＨｄを設定し、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭとして放電時の時定数ＴＭｄを設定する。
なお、充電時の時定数ＴＨｃは放電時の時定数ＴＨｄよりも長い値（ＴＨｃ＞ＴＨｄ）とされ、充電時の時定数ＴＭｃは放電時の時定数ＴＭｄよりも長い値（ＴＭｃ＞ＴＭｄ）とされている。
In the second embodiment, the time constant adjuster 41 determines whether the
When the
The time constant THc at the time of charging is a value longer than the time constant THd at the time of discharging (THc> THd), and the time constant TMc at the time of charging is a value longer than the time constant TMd at the time of discharging (TMc> TMd). Has been.
そして、時定数調整器４１は、高圧バッテリー１７の充放電状態に応じた反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭと、サンプリング周期とに応じて、例えば高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１７），（１９））をサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’を算出する。
なお、サンプリング周期は、例えば車両１の運転時における推定モードやイグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられる車両１の運転停止時の推定終了モードにおいては、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ等）とされている。
また、例えばイグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮへと切り換えられる車両１の運転開始時の初期化モードにおいては、この初期化モードでの現在時刻ｔと前回の車両１の運転停止時の推定終了モードでの時刻（前回時刻）ｔｐとの差である経過時間（ｔ−ｔｐ）つまり車両１の運転停止時から運転開始時までに亘る高圧バッテリー１７の充放電の休止時間とされている。
The time constant adjuster 41 is, for example, a high voltage battery according to the time constant TH of the reaction resistance component H according to the charge / discharge state of the
The sampling period is, for example, a predetermined sampling period (for example, 10 ms) in an estimation mode when the
Further, for example, in the initialization mode at the start of operation of the
開路電圧及び過渡応答成分算出部６２は、状態量算出部６１により算出した状態変数ｘに上記数式（１７）に示す係数Ｃを作用させて、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍおよび開路電圧Ｅの各推定値である反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔおよび開路電圧推定値Ｅｅｓｔを抽出し、加算部６３へ出力する。
The open circuit voltage and transient response
加算部６３は、乗算部３５から入力される内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔと開路電圧及び過渡応答成分算出部６２から入力される反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔおよび開路電圧推定値Ｅｅｓｔとを加算して得た値（Ｗｅｓｔ＋Ｈｅｓｔ＋Ｍｅｓｔ＋Ｅｅｓｔ）、つまりバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔを減算部６４へ出力する。
減算部６４は、電圧センサ１７ｂにより検出される電圧検出値Ｖａｃｔからバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔを減算することによって、バッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔの推定誤差である電圧差Ｖｅｒｒを算出し、この算出結果を状態量算出部６１へ出力する。
また、状態量算出部６１にて算出される状態変数ｘは開路電圧抽出部６５に入力されており、開路電圧抽出部６５は、例えば状態変数ｘにベクトル（０，０，１）を作用させて開路電圧推定値Ｅｅｓｔを抽出し、残容量推定部３８へ出力する。
The
The state variable x calculated by the state
第２の実施形態による残容量検出装置６０ａおよび開路電圧検出装置６０ｂは上記構成を備えており、次に、残容量検出装置６０ａおよび開路電圧検出装置６０ｂの動作、特に、推定モードおよび推定終了モードおよび初期化モードにおける状態変数ｘの算出動作について説明する。
The remaining
なお、推定モードは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮ状態となる車両１の運転継続時における動作モードである。推定終了モードは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦに切り換えられる車両１の運転停止時の動作モードである。初期化モードは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦからＯＮに切り換えられる車両１の運転開始時の動作モードである。
Note that the estimation mode is an operation mode when the
残容量検出装置６０ａおよび開路電圧検出装置６０ｂを具備するバッテリー制御装置２０は、上述した第１の実施形態による残容量検出装置１０ａおよび開路電圧検出装置１０ｂを具備するバッテリー制御装置２０と同様にして、例えばイグニッションスイッチ１１ｃがＯＦＦ以外の状態である場合に、状態変数ｘの算出処理を実行するためのタイマー割り込み処理を所定周期（例えば１０ｍｓ等）毎に実行する。そして、バッテリー制御装置２０は、推定モードや推定終了モードでの状態変数ｘの算出処理において、所定のサンプリング周期（例えば、１０ｍｓ等）毎に電流センサ１７ａおよび電圧センサ１７ｂの各検出値を取得し、これらの各検出値に基づき離散演算を実行する。
The
この第２の実施形態において、上述した第１の実施形態におけるステップＳ０１〜ステップＳ１８に示す一連の処理と異なる点は、例えば図１８に示すように、ステップＳ０５において係数Ｌ’，Ｚ’を算出する点と、ステップＳ０６およびステップＳ１６およびステップＳ２３において電圧差Ｖｅｒｒのフィードバックの処理を実行する点と、電圧差Ｖｅｒｒを算出する新たな処理として、上述したステップＳ０８の処理に続いて順次実行されるステップＳ３１とステップＳ３２との処理を追加した点である。
The second embodiment is different from the series of processes shown in steps S01 to S18 in the first embodiment described above in that, for example, as shown in FIG. 18, coefficients L ′ and Z ′ are calculated in step S05. As a new process for calculating the voltage difference V err as a point for executing the feedback process for the voltage difference V err in step S 06,
つまり、図１８に示すステップＳ０５においては、経過時間をサンプリングタイムとして上記数式（１９）を離散化することにより、係数（Ａ’，Ｌ’，Ｚ’）を算出する。 That is, in step S05 shown in FIG. 18, the coefficient (A ′, L ′, Z ′) is calculated by discretizing the equation (19) using the elapsed time as the sampling time.
図１８に示すステップＳ０６においては、休止時間においてバッテリー電流Ｉがゼロまたはゼロ近傍の所定の電流値（例えば、暗電流値等）の休止時電流に保持されると仮定し、上記数式（２０）において、ゼロまたは所定の休止時電流をバッテリー電流Ｉに入力する。そして、前回の状態変数ｘｐと、係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’と、前回の処理にて減算部６４から出力されたバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔと電圧検出値Ｖａｃｔとの電圧差Ｖｅｒｒに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数ｘを算出し、上述したステップＳ０７に進む。
In step S06 shown in FIG. 18, it is assumed that the battery current I is held at a resting current of zero or a predetermined current value (for example, a dark current value, etc.) near zero during the resting time. , Zero or a predetermined resting current is input to the battery current I. Then, the previous state variable x p, the coefficient A ', L', Z 'and the voltage difference V between the battery voltage estimated value V est and the voltage detection value V act output from the
また、図１８に示すステップＳ１６においては、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭと、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ等）とに応じて、例えば高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１７），（１９））をサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’を算出する。そして、上記数式（２０）において、電流センサ１７ａの検出値をバッテリー電流Ｉに入力し、前回の状態変数ｘｐと、係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’と、前回の処理にて減算部６４から出力されたバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔと電圧検出値Ｖａｃｔとの電圧差Ｖｅｒｒに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数ｘを算出し、上述したステップＳ０７に進む。
In step S16 shown in FIG. 18, for example, the
また、図１８に示すステップＳ２３においては、反応抵抗成分Ｈの時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時定数ＴＭと、所定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ等）とに応じて、例えば高圧バッテリー１７の特性を示す状態方程式（つまり上記数式（１７），（１９））をサンプリング周期に応じて離散化して得た状態方程式により係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’を算出する。そして、上記数式（２０）において、電流センサ１７ａの検出値をバッテリー電流Ｉに入力し、前回の状態変数ｘｐと、係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’と、前回の処理にて減算部６４から出力されたバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔと電圧検出値Ｖａｃｔとの電圧差Ｖｅｒｒに基づき状態遷移演算を実行し、今回の処理での状態変数ｘを算出し、上述したステップＳ２４に進む。
In step S23 shown in FIG. 18, for example, the
また、図１８に示すステップＳ３１においては、今回の処理での状態変数ｘに上記数式（１７）に示す係数Ｃを作用させて、反応抵抗成分推定値Ｈｅｓｔおよび充放電ヒステリシス電圧成分推定値Ｍｅｓｔおよび開路電圧推定値Ｅｅｓｔに内部抵抗成分推定値Ｗｅｓｔを加算して得た値（Ｗｅｓｔ＋Ｈｅｓｔ＋Ｍｅｓｔ＋Ｅｅｓｔ）をバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔとして算出し、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２においては、電圧センサ１７ｂにより検出される電圧検出値Ｖａｃｔからバッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔを減算することによって、バッテリー電圧推定値Ｖｅｓｔの推定誤差である電圧差Ｖｅｒｒを算出する。そして、この電圧差Ｖｅｒｒを前回の電圧差Ｖｅｒｒとして記憶部（図示略）に記憶し、一連の処理を終了する。
Further, in step S31 shown in FIG. 18, the coefficient C shown in the above equation (17) is applied to the state variable x in the current process, and the reaction resistance component estimated value H est and the charge / discharge hysteresis voltage component estimated value M are applied. A value (W est + H est + M est + E est ) obtained by adding the internal resistance component estimated value W est to the est and the open circuit voltage estimated value E est is calculated as the battery voltage estimated value V est , and the process proceeds to step S32.
In step S32, a voltage difference V err which is an estimation error of the battery voltage estimated value V est is calculated by subtracting the battery voltage estimated value V est from the voltage detected value V act detected by the
なお、この第２の実施形態において、制御ゲインＬを構成する各係数Ｌ１，…，Ｌ３に対して、例えば、各係数Ｌ１，Ｌ２をゼロとし、係数Ｌ３をゼロ以外の正の値とすれば、電圧差Ｖｅｒｒがゼロとなるようにフィードバック処理を実行することで開路電圧推定値Ｅｅｓｔが変化するようになる。この場合、フィードバック処理に対して反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍは寄与せず、電圧差Ｖｅｒｒに基づき開路電圧推定値Ｅｅｓｔを算出する一連の処理の伝達関数は、１次遅れ要素の伝達関数と同等になり、この伝達関数の時定数は１／Ｌ３となる。すなわち、この一連の処理は、上述した第１の実施形態においてローパスフィルター３７の伝達関数を１次遅れ要素とした場合の処理とほぼ同等の作用効果を有する。
つまり、上述した第２の実施形態においては、電圧差Ｖｅｒｒがゼロとなるようにフィードバック制御を行うことで、少なくとも開路電圧Ｅおよび反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの何れか１つに係る状態変数ｘが修正される。
In the second embodiment, for each coefficient L 1 ,..., L 3 constituting the control gain L, for example, the coefficients L 1 , L 2 are set to zero and the coefficient L 3 is set to a positive value other than zero. If the value is set to, the open circuit voltage estimated value E est is changed by executing the feedback process so that the voltage difference V err becomes zero. In this case, the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M do not contribute to the feedback processing, and the transfer function of a series of processing for calculating the open circuit voltage estimated value E est based on the voltage difference V err is a first order lag. It becomes equivalent to the transfer function of the element, and the time constant of this transfer function is 1 / L 3 . That is, this series of processing has substantially the same effect as the processing in the case where the transfer function of the low-pass filter 37 is a first-order lag element in the first embodiment.
In other words, in the second embodiment described above, feedback control is performed so that the voltage difference V err becomes zero, so that at least one of the open circuit voltage E, the reaction resistance component H, and the charge / discharge hysteresis voltage component M. The state variable x related to is corrected.
なお、上述した第２の実施形態において、推定モードおよび推定終了モードにおいて時定数調整器４１により算出される係数Ａ’，Ｌ’，Ｚ’は電圧差Ｖｅｒｒに応じて変化する値であってもよい。 In the second embodiment described above, the coefficients A ′, L ′, and Z ′ calculated by the time constant adjuster 41 in the estimation mode and the estimation end mode are values that change according to the voltage difference V err. Also good.
なお、上述した第２の実施形態において、関数Ｐ（Ｅ）は開路電圧Ｅに関する適宜の関数であるとしたが、これに限定されず、例えば高圧バッテリー１７の残容量が所定値を超え、かつ、バッテリー電流Ｉの電流値が相対的に小さい場合等においては、バッテリー電流Ｉの単位電流変化に伴う開路電圧Ｅの時間変化率は相対的に小さく、例えばフィードバック処理による状態変数ｘの収束状態に対する寄与は小さいと判断して、関数Ｐ（Ｅ）としてゼロまたはゼロ近傍の所定定数を設定してもよい。
In the second embodiment described above, the function P (E) is an appropriate function related to the open circuit voltage E, but is not limited to this. For example, the remaining capacity of the
また、上述した第２の実施形態において、制御ゲインＬは、比例要素に限らず、例えば比例・微分要素等であってもよい。 In the second embodiment described above, the control gain L is not limited to a proportional element, and may be, for example, a proportional / differential element.
なお、上述した第１および第２の実施形態においては、高圧バッテリー１７の充放電状態に応じて反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの各時定数ＴＨ，ＴＭを充電時または放電時の時定数に切り替えるとしたが、これに限定されず、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの各時定数ＴＨ，ＴＭのうち何れか一方のみを充電時または放電時の時定数に切り替えてもよい。
In the first and second embodiments described above, the time constants TH and TM of the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M are set at the time of charging or discharging according to the charging / discharging state of the high-
なお、上述した第１および第２の実施形態において、反応抵抗成分Ｈの時間遅れの応答を、単一の時定数ＴＨの代わりに、複数の異なる時定数ＴＨｎ（ｎは任意の自然数）の各１次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似してもよい。この場合の反応抵抗成分Ｈは、例えば高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた各時定数ＴＨｎ（ｎは任意の自然数）に対応した各反応抵抗成分Ｈｎ（ｎは任意の自然数）の線形結合や積などにより記述されてもよい。
また、上述した第１および第２の実施形態において、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間遅れの応答を、単一の時定数ＴＭの代わりに、複数の異なる時定数ＴＭｍ（ｍは任意の自然数）の各１次遅れ要素の線形結合からなる応答に近似してもよい。この場合の充放電ヒステリシス電圧成分Ｍは、例えば高圧バッテリー１７の温度状態や充放電履歴や動作時間等に応じた各時定数ＴＭｍ（ｍは任意の自然数）に対応した各充放電ヒステリシス電圧成分Ｍｍ（ｍは任意の自然数）の線形結合や積などにより記述されてもよい。
In the first and second embodiments described above, the time delay response of the reaction resistance component H is expressed by a plurality of different time constants TH n (n is an arbitrary natural number) instead of a single time constant TH. You may approximate the response which consists of a linear combination of each primary delay element. The reaction resistance component H in this case is, for example, each reaction resistance component H n (n) corresponding to each time constant TH n (n is an arbitrary natural number) corresponding to the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-
Further, in the first and second embodiments described above, the time delay response of the charge / discharge hysteresis voltage component M is changed to a plurality of different time constants TM m (m is an arbitrary natural number) instead of a single time constant TM. ) May be approximated to a response composed of a linear combination of each first-order lag element. The charge / discharge hysteresis voltage component M in this case is, for example, each charge / discharge hysteresis voltage component corresponding to each time constant TM m (m is an arbitrary natural number) corresponding to the temperature state, charge / discharge history, operation time, etc. of the high-
また、反応抵抗成分Ｈは、複数の異なる時定数ＴＨｎ（ｎは任意の自然数）の１次遅れ要素の線形結合に限定されず、複数の１次遅れ要素に対して非線形であってもよい。さらに、反応抵抗成分Ｈは、１次遅れ要素に限らず、例えば２次遅れ要素等のその他の遅れ成分によって構成されてもよい。
また、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍは、複数の異なる時定数ＴＭｍ（ｍは任意の自然数）の１次遅れ要素の線形結合に限定されず、複数の１次遅れ要素に対して非線形であってもよい。さらに、充放電ヒステリシス電圧成分Ｍは、１次遅れ要素に限らず、例えば２次遅れ要素等のその他の遅れ成分によって構成されてもよい。
The reaction resistance component H is not limited to a linear combination of first-order lag elements having a plurality of different time constants TH n (n is an arbitrary natural number), and may be nonlinear with respect to a plurality of first-order lag elements. . Furthermore, the reaction resistance component H is not limited to the first-order lag element, and may be constituted by other delay components such as a second-order lag element.
Further, the charge / discharge hysteresis voltage component M is not limited to a linear combination of first-order lag elements having a plurality of different time constants TM m (m is an arbitrary natural number), and is nonlinear with respect to the plurality of first-order lag elements. Also good. Furthermore, the charge / discharge hysteresis voltage component M is not limited to the first-order lag element, and may be constituted by other delay components such as a second-order lag element.
なお、上述した第１および第２の実施形態においては、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられたと判定された時点で処理モードとして推定終了モードを設定したが、これに限定されず、例えばイグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられた後に、さらに、電圧検出値Ｖａｃｔが所定値の範囲内であると判定された時点で推定終了モードを設定してもよい。あるいは、イグニッションスイッチ１１ｃがＯＮからＯＦＦへと切り換えられた後に、さらに、所定時間以上経過したと判定された時点で処理モードとして推定終了モードを設定してもよい。
In the first and second embodiments described above, the estimation end mode is set as the processing mode when it is determined that the
なお、上述した第１および第２の実施形態においては、車両１の運転状態において、例えば所定時間周期毎に開路電圧推定値Ｅｅｓｔを算出することに伴って内部抵抗補正量Ｑを算出してもよいし、車両１の所定の運転状態に応じて、例えばバッテリー電流Ｉが相対的に増大するときに内部抵抗補正量Ｑを算出してもよい。
この状態は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ１９を駆動し、高圧バッテリー１７の端子電圧Ｖを降圧して１２Ｖバッテリー２１を充電する場合である。
また、この状態は、例えば内燃機関１１のアイドル運転状態等において、内燃機関１１の運転に伴う車体振動の発生を抑制するようにしてモータ１２を駆動させる場合である。
また、この状態は、例えば全ての気筒を稼働する全筒運転と一部の気筒を休止して運転する休筒運転とに切換可能な内燃機関１１に具備される制振装置（図示略）を、内燃機関１１の休筒運転と全筒運転との切り替えに伴う車体振動の発生を抑制するように作動させる場合である。
これらの場合などにおいて内部抵抗補正量Ｑを算出することによって、算出精度を向上させることができる。
また、高圧バッテリー１７の残容量が所定値を超えることで残容量に余裕がある場合等においては、例えばモータ１２に対するトルク軸電流は不変のまま界磁軸電流を増減させて内部抵抗補正量Ｑを算出してもよい。
In the first and second embodiments described above, the internal resistance correction amount Q is calculated in accordance with, for example, calculating the open circuit voltage estimated value E est every predetermined time period in the driving state of the
This state is a case where, for example, the DC-
Further, this state is a case where the
In this state, for example, a vibration damping device (not shown) provided in the
In these cases, the calculation accuracy can be improved by calculating the internal resistance correction amount Q.
When the remaining capacity of the high-
なお、上述した第１および第２の実施形態において、整定電圧Ｍｓは、例えば高圧バッテリー１７の劣化状態に係る状態量（例えば、バッテリー電流Ｉの絶対値の積算値、あるいは、初期状態等の劣化の無い状態からの累積使用時間など）に応じて、変更されてもよい。
また、反応抵抗成分Ｈの整定電圧Ｈｓおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの整定電圧Ｍｓは、例えば高圧バッテリー１７の使用状況、劣化状態などによって変更されてもよい。
例えば、各整定電圧Ｈｓ，Ｍｓは、電流検出値Ｉａｃｔの絶対値の積算値（使用電流積算量）や、高圧バッテリー１７の使用期間や、内部抵抗推定値ａｅｓｔや、高圧バッテリー１７のバッテリー劣化度に係る劣化推定値や、反応抵抗成分Ｈの時間遅れの応答に係る時定数ＴＨおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍの時間遅れの応答に係る時定数ＴＭや、温度センサ１７ｃから出力される高圧バッテリー１７の温度ＴＢなどに応じて、随時、調整されてもよい。
なお、各整定電圧Ｈｓ，Ｍｓはバッテリー電流Ｉに関する関数ｊ（Ｉ）により記述されることから、この関数ｊ（Ｉ）が調整されることで、各整定電圧Ｈｓ，Ｍｓが調整されることになる。
In the first and second embodiments described above, the settling voltage Ms is, for example, a state quantity relating to the deterioration state of the high-voltage battery 17 (for example, the integrated value of the absolute value of the battery current I, or the deterioration of the initial state or the like). May be changed according to the accumulated use time from the state without the like.
In addition, the settling voltage Hs of the reaction resistance component H and the settling voltage Ms of the charge / discharge hysteresis voltage component M may be changed depending on, for example, the usage status or the deterioration state of the high-
For example, the settling voltages Hs and Ms are the absolute value integrated value (used current integrated amount) of the current detection value I act , the usage period of the
Since the settling voltages Hs and Ms are described by a function j (I) related to the battery current I, the settling voltages Hs and Ms are adjusted by adjusting the function j (I). Become.
例えば図９に示す整定電圧Ｍｓでは、上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）と下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）とバッテリー電流Ｉに比例する部分との全てあるいは一部が高圧バッテリー１７の劣化度合いに応じて変更される。
この高圧バッテリー１７の劣化度合いに応じた整定電圧Ｍｓの変更は、高圧バッテリー１７の組成になど応じた特性（例えば、相対的に強いバッテリー特性を有するか否か、あるいは相対的に強いキャパシタ特性を有するか否かなど）に基づき、上記の各種パラメータを適宜用いて行なわれる。
このように、例えば上限飽和電圧（ｕｐｌｉｍＭｓ）および下限飽和電圧（ｌｏｗｌｉｍＭｓ）などを、高圧バッテリー１７の劣化状態に応じて変更（例えば、それぞれで選択される増大または低下など）することにより、開路電圧推定値Ｅｅｓｔの検出精度を向上させることができる。
For example, in the settling voltage Ms shown in FIG. 9, all or part of the upper limit saturation voltage (uplimms), the lower limit saturation voltage (lowlimms), and the portion proportional to the battery current I is changed according to the degree of deterioration of the
The change of the settling voltage Ms according to the degree of deterioration of the high-
Thus, for example, by changing the upper limit saturation voltage (uplimms), the lower limit saturation voltage (lowlimms), etc. according to the deterioration state of the high voltage battery 17 (for example, increase or decrease selected by each), the open circuit voltage The detection accuracy of the estimated value E est can be improved.
また、上述した第１および第２の実施形態において、各残容量検出装置１０ａ，６０ａは、Ｎｉ−ＭＨバッテリーをなす高圧バッテリー１７の内部抵抗ａおよび残容量を算出するとしたが、これに限定されず、例えば鉛蓄電池やリチウムイオン蓄電池等の他の蓄電池や、例えば電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等からなるキャパシタの内部抵抗ａおよび残容量を算出してもよい。
In the first and second embodiments described above, each of the remaining
なお、上述した第１および第２の実施形態において、内部抵抗推定器３４は、電圧近似微分演算部５１および電流近似微分演算部５２を備えるとしたが、これに限定されず、電圧近似微分演算部５１および電流近似微分演算部５２の代わりに、例えば所定の周波数特性を有する差分演算部や、例えば所定周波数領域の信号のみを抽出するバンドパスフィルターや、さらに、電圧検出値Ｖａｃｔおよび電流検出値Ｉａｃｔの変動を算出する各変動算出部等を備えてもよい。
例えば、差分演算部は、入力される各電圧検出値Ｖａｃｔおよび電流検出値Ｉａｃｔの所定周波数領域（例えば、反応抵抗成分Ｈによる電圧変動分が含まれる周波数領域よりも高い高周波領域）のデータに対して、現在値と所定時間以前の過去値との差（電圧差および電流差）を算出し、算出結果を出力する。
また、例えば、バンドパスフィルターは、入力される各電圧検出値Ｖａｃｔおよび電流検出値Ｉａｃｔの所定周波数領域（例えば、反応抵抗成分Ｈおよび充放電ヒステリシス電圧成分Ｍによる電圧変動分が含まれる周波数領域よりも高い高周波領域）のデータを抽出して、抽出結果を電圧変動算出部および電流変動算出部へ出力する。
電圧変動算出部および電流変動算出部は、バンドパスフィルターから入力される所定周波数領域のデータに対して、例えば、周期的に振動するデータの振幅等を算出し、算出結果を出力する。
In the first and second embodiments described above, the
For example, the difference calculation unit is a data of a predetermined frequency region (for example, a high frequency region higher than the frequency region including the voltage fluctuation due to the reaction resistance component H) of each input voltage detection value V act and current detection value I act. On the other hand, the difference (voltage difference and current difference) between the current value and the past value before the predetermined time is calculated, and the calculation result is output.
In addition, for example, the band-pass filter has a predetermined frequency region (for example, a frequency including a voltage variation due to the reaction resistance component H and the charge / discharge hysteresis voltage component M) of each input voltage detection value Vact and current detection value Iact. (High frequency region higher than the region) is extracted, and the extraction result is output to the voltage fluctuation calculation unit and the current fluctuation calculation unit.
The voltage fluctuation calculation unit and the current fluctuation calculation unit calculate, for example, the amplitude of data that vibrates periodically with respect to data in a predetermined frequency region input from the bandpass filter, and output a calculation result.
なお、上述した第１および第２の実施形態において、内部抵抗推定器３４は、電圧変化ΔＶと電圧変化推定値ΔＶｅｓｔとの差分（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ）に基づき内部抵抗補正量Ｑを算出するとしたが、これに限定されず、例えば図１９に示すように、電流変化ΔＡと電流変化推定値ΔＡｅｓｔとの差分（ΔＡ−ΔＡｅｓｔ）に基づき内部抵抗補正量Ｑを算出してもよい。
この変形例に係る内部抵抗推定器３４は、例えば、電圧近似微分演算部５１と、電流近似微分演算部５２と、除算部８３と、減算部８４と、乗算部８５と、ゲイン設定部５６と、積分演算部５７とを備えて構成されている。
In the first and second embodiments described above, the
The
除算部８３は、電圧近似微分演算部５１から出力される電圧変化ΔＶを、積分演算部５７から出力される高圧バッテリー１７の内部抵抗ａの推定値である内部抵抗推定値ａｅｓｔの前回値で除算して得た値を、電流変化推定値ΔＡｅｓｔとして出力する。
The
減算部８４は、電流近似微分演算部５２から出力される電流変化ΔＡから除算部８３から出力された電流変化推定値ΔＡｅｓｔを減算して得た差分（ΔＡ−ΔＡｅｓｔ）を出力する。
The subtracting
乗算部８５は、ゲイン設定部５６から出力されるゲインＫと減算部８４から出力される差分（ΔＡ−ΔＡｅｓｔ）とを乗算することによって、高圧バッテリー１７の内部抵抗ａの補正量に相当する内部抵抗補正量Ｑ（＝Ｋ×（ΔＡ−ΔＡｅｓｔ））を算出する。
The
積分演算部５７は、例えば適宜の時定数Ｔｆおよびラプラス演算子Ｓにより記述される伝達関数Ｇｆ（Ｓ）（＝１／（Ｔｆ・Ｓ））によって、乗算部８５から出力される内部抵抗補正量Ｑを積分することによって内部抵抗推定値ａｅｓｔを算出し、この算出結果を出力する。
なお、内部抵抗推定値ａｅｓｔの初期値は予め適宜に所定の内部抵抗固定値が設定されている。
The
The initial value of the estimated internal resistance value a est is set in advance with a predetermined fixed internal resistance value.
なお、上述した第１および第２の実施形態において、内部抵抗推定器３４は、電圧変化ΔＶと電圧変化推定値ΔＶｅｓｔとの差分（ΔＶ−ΔＶｅｓｔ）に基づき内部抵抗補正量Ｑを算出するとしたが、これに限定されず、例えば電流変化ΔＡと電圧変化ΔＶとに基づき、除算値（ΔＶ／ΔＡ）などにより内部抵抗演算瞬時値Ｒを算出し、この内部抵抗演算瞬時値Ｒにローパスフィルターによるフィルター処理を行なって内部抵抗推定値ａｅｓｔを算出してもよい。
In the first and second embodiments described above, the
開路電圧検出装置１０ｂ，６０ｂにより算出される開路電圧推定値Ｅｅｓｔによる高圧バッテリー１７の残容量の推定や、内部抵抗推定器３４により算出される内部抵抗推定値ａｅｓｔによる高圧バッテリー１７の劣化判定に加え、開路電圧推定値Ｅｅｓｔや内部抵抗推定値ａｅｓｔは、ハイブリッド車両等における高圧バッテリー１７の充放電制御やニッケル系バッテリーなどのバッテリーのメモリー効果の状態の推定に用いることができる。
Estimating the remaining capacity of the high-
１０ａ，６０ａ 蓄電装置の残容量検出装置
１０ｂ，６０ｂ 蓄電装置の開路電圧検出装置
１７ 高圧バッテリー（蓄電装置）
１７ａ 電流センサ（電流検出手段）
１７ｂ 電圧センサ（電圧検出手段）
３１ 状態量算出部（状態量算出手段）
３２ 過渡応答成分算出部（状態量算出手段）
３４ 内部抵抗推定器（内部抵抗算出手段）
３６ 減算部（開路電圧算出手段）
３８ 残容量推定部（残容量算出手段、記憶手段）
４１ 時定数調整器（充放電判定手段、時定数調整手段）
６１ 状態量算出部（状態量算出手段、フィードバック手段）
６２ 開路電圧及び過渡応答成分算出部（状態量算出手段、フィードバック手段）
６３ 加算部（フィードバック手段）
６４ 減算部（フィードバック手段）
６５ 開路電圧抽出部（開路電圧算出手段）
10a, 60a Remaining
17a Current sensor (current detection means)
17b Voltage sensor (voltage detection means)
31 state quantity calculation unit (state quantity calculation means)
32 Transient response component calculation unit (state quantity calculation means)
34 Internal resistance estimator (Internal resistance calculation means)
36 Subtraction unit (open circuit voltage calculation means)
38 Remaining capacity estimation unit (remaining capacity calculation means, storage means)
41 Time constant adjuster (charge / discharge determination means, time constant adjustment means)
61 State quantity calculation unit (state quantity calculation means, feedback means)
62 Open-circuit voltage and transient response component calculation unit (state quantity calculation means, feedback means)
63 Adder (feedback means)
64 Subtraction unit (feedback means)
65 Open-circuit voltage extraction unit (open-circuit voltage calculation means)
Claims (3)
前記電流値の変動に対する前記電圧値の応答の過渡応答成分に係る状態量として、前記電流検出手段により検出される前記電流値に対して少なくとも上限飽和電圧値または下限飽和電圧値を有する遅れ特性の充放電ヒステリシス電圧成分と前記電流検出手段により検出される前記電流値に比例する平衡値を有する遅れ特性の反応抵抗成分とに係る状態量を算出する状態量算出手段と、
前記電圧検出手段により検出される前記電圧値から、少なくとも前記状態量算出手段により算出される前記状態量に係る前記過渡応答成分を減算して前記蓄電装置の開路電圧を算出する開路電圧算出手段と、
前記電流検出手段により検出される前記電流値に応じて充電状態であるか放電状態であるかを判定する充放電判定手段と、
前記過渡応答成分の時定数を調整する時定数調整手段とを備え、
前記状態量算出手段は、前記充放電ヒステリシス電圧成分および前記反応抵抗成分の少なくとも何れかに係る状態量を、前記時定数調整手段により調整された前記時定数に基づき算出しており、
前記時定数調整手段は、前記充放電判定手段により前記充電状態であると判定された場合の前記時定数が、前記充放電判定手段により前記放電状態であると判定された場合の前記時定数に比べてより大きくなるように調整することを特徴とする蓄電装置の開路電圧検出装置。 Current detection means for detecting a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device; voltage detection means for detecting a voltage value of a terminal voltage of the power storage device;
A delay characteristic having at least an upper limit saturation voltage value or a lower limit saturation voltage value with respect to the current value detected by the current detection means as a state quantity related to a transient response component of the voltage value response to the fluctuation of the current value. A state quantity calculating means for calculating a state quantity relating to a charge / discharge hysteresis voltage component and a reaction resistance component having a delay characteristic having an equilibrium value proportional to the current value detected by the current detecting means;
An open circuit voltage calculation means for calculating an open circuit voltage of the power storage device by subtracting at least the transient response component related to the state quantity calculated by the state quantity calculation means from the voltage value detected by the voltage detection means; ,
Charge / discharge determination means for determining whether the battery is in a charge state or a discharge state according to the current value detected by the current detection means;
A time constant adjusting means for adjusting a time constant of the transient response component;
The state quantity calculating means calculates a state quantity relating to at least one of the charge / discharge hysteresis voltage component and the reaction resistance component based on the time constant adjusted by the time constant adjusting means,
The time constant adjusting means is the time constant when the charge / discharge determining means determines that the battery is in the charged state, and the time constant when the charge / discharge determining means determines that the battery is in the discharged state. An open-circuit voltage detection device for a power storage device, wherein the open-circuit voltage detection device is adjusted so as to be larger.
前記電流値の変動に対する前記電圧値の応答の過渡応答成分に係る第１の状態量と、前記蓄電装置の開路電圧に係る第２の状態量とを備える状態量を算出する際に、前記第１の状態量として、前記電流検出手段により検出される前記電流値に対して少なくとも上限飽和電圧値または下限飽和電圧値を有する遅れ特性の充放電ヒステリシス電圧成分と前記電流検出手段により検出される前記電流値に比例する平衡値を有する遅れ特性の反応抵抗成分とに係る状態量を算出する状態量算出手段と、
少なくとも前記状態量算出手段により算出される前記第１の状態量に係る前記過渡応答成分および前記第２の状態量に係る前記開路電圧を加算して得た値と、前記電圧検出手段により検出される前記電圧値との差異がゼロとなるように、前記第１の状態量および前記第２の状態量のうち少なくとも前記第２の状態量を修正するフィードバック手段と、
前記第２の状態量から前記開路電圧を算出する開路電圧算出手段と、
前記電流検出手段により検出される前記電流値に応じて充電状態であるか放電状態であるかを判定する充放電判定手段と、
前記過渡応答成分の時定数を調整する時定数調整手段とを備え、
前記状態量算出手段は、前記充放電ヒステリシス電圧成分および前記反応抵抗成分の少なくとも何れかに係る状態量を、前記時定数調整手段により調整された前記時定数に基づき算出しており、
前記時定数調整手段は、前記充放電判定手段により前記充電状態であると判定された場合の前記時定数が、前記充放電判定手段により前記放電状態であると判定された場合の前記時定数に比べてより大きくなるように調整することを特徴とする蓄電装置の開路電圧検出装置。 Current detection means for detecting a current value of a discharge current or a charging current of the power storage device; voltage detection means for detecting a voltage value of a terminal voltage of the power storage device;
When calculating a state quantity including a first state quantity relating to a transient response component of a response of the voltage value to the fluctuation of the current value and a second state quantity relating to an open circuit voltage of the power storage device, the first quantity As the state quantity of 1, the charge / discharge hysteresis voltage component having a delay characteristic having at least an upper limit saturation voltage value or a lower limit saturation voltage value with respect to the current value detected by the current detection means, and the current detection means detects the current value. State quantity calculating means for calculating a state quantity relating to a reaction resistance component of a delay characteristic having an equilibrium value proportional to the current value;
A value obtained by adding at least the transient response component related to the first state quantity calculated by the state quantity calculation means and the open circuit voltage related to the second state quantity, and detected by the voltage detection means. Feedback means for correcting at least the second state quantity among the first state quantity and the second state quantity so that a difference from the voltage value becomes zero;
An open circuit voltage calculating means for calculating the open circuit voltage from the second state quantity;
Charge / discharge determination means for determining whether the battery is in a charge state or a discharge state according to the current value detected by the current detection means;
A time constant adjusting means for adjusting a time constant of the transient response component;
The state quantity calculating means calculates a state quantity relating to at least one of the charge / discharge hysteresis voltage component and the reaction resistance component based on the time constant adjusted by the time constant adjusting means,
The time constant adjusting means is the time constant when the charge / discharge determining means determines that the battery is in the charged state, and the time constant when the charge / discharge determining means determines that the battery is in the discharged state. An open-circuit voltage detection device for a power storage device, wherein the open-circuit voltage detection device is adjusted so as to be larger.
前記開路電圧算出手段により算出される前記開路電圧に基づき、前記蓄電装置の残容量を算出する残容量算出手段とを備えることを特徴とする蓄電装置の残容量検出装置。 An open circuit voltage detection device for a power storage device according to claim 1 or 2,
A remaining capacity detecting device for a power storage device, comprising: remaining capacity calculating means for calculating a remaining capacity of the power storage device based on the open circuit voltage calculated by the open circuit voltage calculating means.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010186358A JP2012042429A (en) | 2010-08-23 | 2010-08-23 | Open circuit voltage detector for electric accumulator and device for detecting remaining capacity |
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2010
- 2010-08-23 JP JP2010186358A patent/JP2012042429A/en active Pending
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