JP2020051984A - 診断装置、診断システム、診断方法、及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】二次電池の劣化状態の推定精度を向上させること。【解決手段】車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定する推定部(301)と、前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出する導出部(302)と、前記導出部(302)によって導出された前記指標値が所定値以下である場合に二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行う要求部(306)と、を備える診断装置。【選択図】図3

Description

本発明は、診断装置、診断システム、診断方法、及びプログラムに関する。
近年、充放電可能な二次電池の電力をモータに供給し、モータのみで走行する電気自動車や、エンジンと走行用のモータとを備え、エンジン及びモータの少なくとも一方を含む動力で走行するハイブリッド電気自動車が普及している。電気自動車や、ハイブリッド電気自動車では、バッテリの劣化状態を示す値(SOH:State of health)を表示することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−208484号公報
しかしながら、従来の技術では、二次電池の劣化状態の推定精度が低い場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、二次電池の劣化状態の推定精度を向上させることを目的の一つとする。
この発明に係る診断装置、診断システム、診断方法、及びプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る診断装置は、車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定する推定部と、前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出する導出部と、前記導出部によって導出された前記指標値が所定値以下である場合に、前記二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行う要求部と、を備える。
(2):上記(1)の態様において、前記導出部は、前記推定部の推定に用いられるデータとして前記センサの出力が得られた回数に基づいて、前記指標値を導出する。
(3):上記(1)または(2)の態様において、前記導出部は、前記二次電池の充放電によって前記二次電池の充電率が変化した変化量に基づいて、前記指標値を導出する。
(4):上記(1)から(3)のいずれかの態様において、前記車両の駐車状況を示す情報を取得する取得部を更に備え、前記要求部は、前記取得部によって取得された情報が示す前記駐車状況が所定条件を満たす場合に、前記要求を行う。
(5):この発明の一態様に係る診断システムは、上記(1)から(4)のいずれかの態様の診断装置と、前記診断装置から前記要求を受信する通信部と、前記通信部によって前記要求が受信された場合に、前記二次電池に対して前記特定の充放電オペレーションを実行する実行部と、を備える。
(6):上記(6)の態様において、前記特定の充放電オペレーションは、前記二次電池に対して充放電を行う状態と、充放電を行わない休止状態と、を含む。
(7):この発明の一態様に係る診断方法は、車両に搭載されるコンピュータを用いて行われる診断方法であって、車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定し、前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出し、前記導出された前記指標値が所定値以下である場合に、前記二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行う。
(8):この発明の一態様に係るプログラムは、車両に搭載されるコンピュータに、車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定させ、前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出させ、前記導出された前記指標値が所定値以下である場合に、前記二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行わせる。
(1)〜(8)によれば、二次電池の劣化状態の推定精度を向上させることができる。
診断システムの構成の一例を示す説明図である。 車両10の車室内の構成を例示した説明図である。 診断装置100及び周辺の構成要素を示す説明図である。 診断装置100が行う容量学習オペレーションの要求処理の一例を示すフローチャートである。 容量学習オペレーションを行う際の一例を示すシーケンス図である。 容量学習回数の合計から信頼度を特定するための信頼度特定テーブルの一例を示す説明図である。 バッテリ40の劣化状態に関する表示画面の一例を示す説明図である。 本実施形態の変形例1を示す説明図である。
以下、図面を参照し、本発明の診断装置、診断システム、診断方法、及びプログラムの実施形態について説明する。以下の説明において、車両10は、電気自動車であるものとする。ただし、車両10は、例えば、ハイブリッド自動車や燃料電池車両など、走行用の電力を供給する二次電池を搭載した車両であればよい。
<実施形態>
[車両10]
図1は、診断システムの構成の一例を示す説明図である。図1に示すように、診断システムは、車両10と、充電器200とを備える。車両10は、例えば、モータ12と、駆動輪14と、ブレーキ装置16と、車両センサ20と、PCU(Power Control Unit)30と、バッテリ40と、バッテリセンサ42と、表示装置60と、充電口70と、コンバータ72と、診断装置100と、を備える。
モータ12は、例えば、三相交流電動機である。モータ12に具備されるロータは、駆動輪14に連結される。モータ12は、供給される電力を用いて動力を駆動輪14に出力する。また、モータ12は、車両の減速時に車両の運動エネルギーを用いて発電する。
ブレーキ装置16は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、を備える。ブレーキ装置16は、ブレーキペダルの操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置16は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
車両センサ20は、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、運転者による加速指示を受け付ける操作子の一例であるアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度として制御部36に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両の速度(車速)を導出し、制御部36及び表示装置60に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量として制御部36に出力する。
PCU30は、例えば、変換器32と、VCU(Voltage Control Unit)34と、制御部36と、を備える。なお、これらの構成要素をPCU34として、ひとまとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、これらの構成要素は分散的に配置されてもよい。
変換器32は、例えば、AC−DC変換器である。変換器32の直流側端子は、直流リンクDLに接続されている。直流リンクDLには、VCU34を介してバッテリ40が接続されている。変換器32は、モータ12により発電された交流を直流に変換して直流リンクDLに出力する。
VCU34は、例えば、DC―DCコンバータである。VCU34は、バッテリ40から供給される電力を昇圧して直流リンクDLに出力する。
制御部36は、例えば、モータ制御部と、ブレーキ制御部と、バッテリ・VCU制御部と、を備える。モータ制御部、ブレーキ制御部、及びバッテリ・VCU制御部は、それぞれ別体の制御装置、例えば、モータECU、ブレーキECU、バッテリECUといった制御装置に置き換えられてもよい。
モータ制御部は、車両センサ20の出力に基づいて、モータ12を制御する。ブレーキ制御部は、車両センサ20の出力に基づいて、ブレーキ装置16を制御する。バッテリ・VCU制御部は、バッテリ40に取り付けられたバッテリセンサ42の出力に基づいて、バッテリ40のSOC(State Of Charge;バッテリ充電率)を算出し、VCU34及び診断装置100に出力する。VCU34は、バッテリ・VCU制御部からの指示に応じて、直流リンクDLの電圧を上昇させる。
バッテリ40は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。バッテリ40は、車両10の外部の充電器200から導入される電力を蓄え、車両10の走行のための放電を行う。バッテリセンサ42は、例えば、電流センサ、電圧センサ、温度センサを備える。バッテリセンサ42は、例えば、バッテリ40の電流値、電圧値、温度を検出する。バッテリセンサ42は、検出した電流値、電圧値、温度等を制御部36及び診断装置100に出力する。
診断装置100は、バッテリセンサ42の出力に基づいて、バッテリ40の劣化状態(例えばSOH:State of health)を推定する。また、診断装置100は、劣化状態の推定に用いられるデータ(例えばΔSOC)の信頼度が所定値以下の場合に、ユーザの承認に応じて、充電器200の充電制御部210に特定の充放電オペレーションの要求を、通信I/F74を介して行う。通信I/F74は、診断装置100と、充電制御部210とのインタフェースとして機能する。なお、診断装置100は、制御部36と一体に設けられてもよい。診断装置100の詳細については、図3を用いて後述する。
表示装置60は、例えば、表示部62と、表示制御部64と、を備える。表示部62は、表示制御部64の制御に応じた情報を表示する。表示制御部64は、車両センサ20、制御部36及び診断装置100から出力される情報に応じて、バッテリ40に関する情報を表示部62に表示させる。また、表示制御部64は、車両センサ20から出力された車速等を表示部62に表示させる。
充電口70は、車両10の車体外部に向けて設けられている。充電口70は、充電ケーブル220を介して充電器200に接続される。充電ケーブル220は、第1プラグ222と、第2プラグ224と、を備える。第1プラグ222は、充電器200に接続される。第2プラグ224は、充電口70に接続される。充電器200から供給される電気は、充電ケーブル220を介して充電口70に供給される。
また、充電ケーブル220は、電力ケーブルに付設された信号ケーブルを含む。信号ケーブルは、車両10と充電器200の間の通信を仲介する。したがって、第1プラグ222と第2プラグ224のそれぞれには、電力コネクタと信号コネクタが設けられている。
コンバータ72は、バッテリ40と充電口70の間に設けられる。コンバータ72は、充電口70を介して充電器200から導入される電流、例えば交流電流を直流電流に変換する。コンバータ72は、変換した直流電流をバッテリ40に対して出力する。
次に、充電器200について説明する。充電器200は、充電制御部210を有する。充電制御部210は、診断装置100から、特定の充放電オペレーションの要求を受信すると、バッテリ40に対して、特定の充放電オペレーションに応じた充放電を行う。充電制御部210は、特定の充放電オペレーションを完了すると、診断装置100に完了通知を送信する。
なお、本実施形態において、バッテリ40の充電方式は、充電口70と、充電器200とを充電ケーブル220を介して接続する接触式としたが、これに限らない。例えば、非接触式とすることも可能であり、具体的には、地上に設けられる送電コイルと、バッテリに接続される受電コイルとの磁気的結合により充電を行う非接触式とすることも可能である。
図2は、車両10の車室内の構成を例示した説明図である。図2に示すように、車両10には、例えば、車両10の操舵を制御するステアリングホイール91と、車外と車室内とを区分するフロントウインドシールド92と、インストルメントパネル93とが設けられる。フロントウインドシールド92は、光透過性を有する部材である。
また、車室内のインストルメントパネル93における運転席94の正面付近には、表示装置60の表示部62が設けられる。表示部62は、運転者がステアリングホイール91の間隙から、或いはステアリングホイール91越しに視認可能に配置される。また、インストルメントパネル93の中央には、表示装置60とは異なる第2表示装置95が設けられる。
第2表示装置95は、例えば、車両10に搭載されるナビゲーション装置(不図示)により実行されるナビゲーション処理に対応する画像を表示したり、テレビ電話における相手の映像等を表示したりする。また、第2表示装置95は、テレビ番組を表示したり、DVDを再生したり、ダウンロードされた映画等のコンテンツを表示してもよい。
[診断装置100]
次に、図3を用いて、診断装置100及び診断装置100の周辺の構成要素について説明する。図3は、診断装置100及び周辺の構成要素を示す説明図である。図3において、診断装置100は、推定部301と、導出部302と、承認部303と、出力部304と、受付部305と、要求部306と、取得部307と、を備える。なお、これらの機能部は、診断装置100が本発明に係るプログラムを実行することにより実現される。
診断装置100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
推定部301は、車両10の走行駆動用の電力を供給する二次電池(例えばバッテリ40)に取り付けられたセンサ(例えばバッテリセンサ42)の出力に基づいて、バッテリ40の劣化状態を推定する。バッテリセンサ42は、バッテリ40に流れる電流量(Ah)や、バッテリ40の出力電圧を検出することが可能である。
ここで、劣化状態は、例えば、充放電量Ah(アンペアアワー)の変化量ΔAhと、満充電容量に対する残容量の割合(充電量:SOC)の変化量(ΔSOC)を用いて推定される値である。具体的に説明すると、充放電量の変化量(ΔAh)は、例えば、バッテリセンサ42によって、ある異なる時刻において検出されたバッテリ40に流れる電流量を用いて算出される値である。また、SOCの変化量(ΔSOC)は、バッテリセンサ42によって、ある異なる時刻において検出されたバッテリ40の出力電圧を用いて算出された各時刻におけるSOCを用いて算出される値である。
推定部301は、充放電量の変化量(ΔAh)を、充電状態の変化量(ΔSOC)で割ることにより得られる満充電容量(=ΔAh/ΔSOC)を用いて、バッテリ40の劣化状態を推定する。また、バッテリ40の劣化状態は、ΔSOCが小さい充放電の場合よりも、ΔSOCが大きい充放電の場合に、精度よく算出される値である。なお、ΔAh及びΔSOCは、例えば、診断装置100によって算出されてもよいし、制御部36によって算出されてもよい。
導出部302は、劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出する。劣化状態の推定に用いられるデータは、例えば、バッテリ40の充電率が変化した変化量(ΔSOC)を示すデータを含む。データの有効性は、例えば、データの信頼性である。このため、指標値は、例えば、バッテリ40の劣化状態に対する信頼度を示す値に相当する。指標値は、車両10の走行中の充放電によってバッテリ40の充電率(SOC)が変化した変化量(ΔSOC)に応じた値である。
導出部302は、バッテリ40の充放電によってバッテリ40の充電率が変化した変化量(ΔSOC)に基づいて、指標値を導出する。また、導出部302は、推定部301の推定に用いられるデータとしてバッテリセンサ42の出力が得られた回数(容量学習回数)に基づいて、指標値を導出する。ここでいうバッテリセンサ42の出力とは、例えば、車両10の走行中に、SOCの変化量(ΔSOC)が一定量以上の充放電が行われたことを示すデータの出力である。以下において、SOCの変化量(ΔSOC)が一定量以上の充放電(ΔSOCが大きい充放電)が行われることを「容量学習」といい、また、容量学習が行われた回数を「容量学習回数」という。
導出部302は、車両10の走行中における容量学習回数に基づいて、指標値を導出する。指標値は、例えば、一定期間内における容量学習回数に対応する値である。具体的には、指標値は、例えば、少ない容量学習回数には低い値が対応しており、多い容量学習回数には高い値が対応している。
ここで、記憶部310は、例えば、容量学習が行われたことを示す情報や、各容量学習が行われた日時や場所を示す情報を含む容量学習データの履歴を記憶する。また、記憶部310は、容量学習回数と指標値(信頼度を示す値)とを対応付けたテーブル(図7参照)を記憶する。例えば、導出部302は、記憶部310を参照して一定期間内の容量学習回数を算出し、当該テーブルを参照し、算出した容量学習回数に対応する指標値を導出する。なお、記憶部310は、例えば、フラッシュメモリなどの記憶装置によって実現される。
また、指標値は、容量学習回数に応じた値に限らない。例えば、指標値は、バッテリ40の充放電によってバッテリ40の充電率が変化した変化量(ΔSOC)から得られる値(例えば、ΔSOCの2乗和)に応じた値としてもよい。具体的には、指標値は、例えば、直近の容量学習から得られる値(ΔSOCの2乗和)に応じた値としてもよい。これにより、ΔSOCを顕著化することができるため、ΔSOCの2乗和を用いたとしても、バッテリ40の劣化状態を高精度に推定することができる。
なお、指標値は、例えば、充電器200によって行われた特定の充放電オペレーション(容量学習オペレーション)の回数に応じた値としてもよい。容量学習オペレーションは、所定時間車両が停車する際に充電器200によって行われる、SOCの変化量(ΔSOC)の大きい充放電が行われるオペレーションである。指標値は、一定期間内における容量学習回数に応じた値としてもよい。
承認部303は、導出部302によって取得された指標値が所定値(閾値)以下である場合に、バッテリ40に電力を供給する外部充電器(充電器200)による容量学習オペレーションを行うことについて承認(以下「容量学習オペレーションの承認」という)を求める情報を出力部304に出力させる。出力部304から出力される情報は、例えば、容量学習オペレーションの実行を促す情報であり、表示装置60に表示される。
容量学習オペレーションの承認を求める情報を出力部に出力させるに際し、承認部303は、充電器200によって容量学習オペレーションが行われることの通知を画像や音声によって行う。例えば、承認部303は、一定期間内における容量学習の回数が閾値以下である場合に、容量学習オペレーションの承認を求める情報を出力部304に出力させる。なお、指標値を、容量学習から得られる値(ΔSOCの2乗和)に応じた値とする場合には、承認部303は、ΔSOCの2乗和が閾値以下である場合に、容量学習オペレーションの承認を求める情報を出力部304に出力させてもよい。
受付部305は、ユーザの入力を受け付ける。受付部305は、表示装置60は、表示部62のタッチパネルにより、容量学習オペレーションを行うか否かを受け付ける。承認部303は、受付部305により受け付けられたユーザの入力に基づいて、容量学習オペレーションを行うための処理を行う。具体的には、承認部303は、受付部305により容量学習オペレーションを行う旨の入力(承認)があった場合に、要求部306に対して、容量学習オペレーションの要求を行わせるための情報を出力する。なお、承認部303は、容量学習オペレーションを行う旨の入力があった場合に、例えば、所定時間後に容量学習オペレーションを行わせるといった予約情報を要求部306に出力してもよい。
要求部306は、承認部303の処理に基づいて、バッテリ40に電力を供給する充電器200に、容量学習オペレーションの要求を行う。なお、要求部306は、導出部302によって導出された指標値が所定値(閾値)以下である場合に、承認部303による承認の有無にかかわらず、バッテリ40に電力を供給する充電器200に、容量学習オペレーションの要求を行ってもよい。
また、要求部306は、例えば、一定期間内における容量学習の回数が所定値(閾値)以下である場合に、承認部303による承認の有無にかかわらず、バッテリ40に電力を供給する充電器200に、容量学習オペレーションの要求を行ってもよい。なお、指標値を、容量学習から得られる値(ΔSOCの2乗和)に応じた値とする場合には、要求部306は、ΔSOCの2乗和が閾値以下である場合に、容量学習オペレーションの要求を行ってもよい。
取得部307は、車両10の駐車状況を示す情報を取得する。取得部307は、例えば、車両10に搭載されるナビゲーション装置の走行履歴などから、車両10の駐車状況を示す情報を取得する。駐車状況を示す情報は、例えば、車両10が駐車した位置の位置情報や、走行履歴から予測される車両10の駐車時間の情報を含む。
承認部303は、取得部307によって取得された情報が示す駐車状況が所定条件を満たす場合に、容量学習オペレーションの承認を求める情報を出力部304に出力させる。所定条件とは、例えば、所定時間(例えば6時間)以上の充電時間を確保することができる条件である。例えば、承認部303は、走行履歴を参照し、車両10の駐車状況が所定条件下にあるか否かを判断すればよい。
また、要求部306は、取得部307によって取得された情報が示す駐車状況が所定条件を満たす場合に、容量学習オペレーションの要求を行う。この場合においても、要求部306は、承認部303によってユーザの承認が得られた場合に、容量学習オペレーションの要求を行えばよい。
充電器200の充電制御部210は、通信部211と、実行部212とを備える。通信部211は、診断装置300(要求部306)から容量学習オペレーションの要求を受信する。実行部212は、通信部211によって容量学習オペレーションの要求が受信された場合に、バッテリ40に対して容量学習オペレーションを実行する。例えば、容量学習オペレーションは、バッテリ40に対して充放電を行う状態と、所定の充放電を行わない休止状態とを含む。具体的には、容量学習オペレーションは、バッテリ40が安定状態になってから充放電(例えば放電)を行い、さらに、放電後に安定状態となってから充放電(例えば充電)を行うオペレーションである。
バッテリ40は、充電器200によって容量学習オペレーションが行われることにより、容量学習オペレーションに応じた充放電が行われる。実行部212は、容量学習オペレーションが完了すると、学習オペレーションが完了した旨を示す情報を通信部211へ出力する。通信部211は、実行部212から学習オペレーションが完了した旨を示す情報を受信すると、容量学習オペレーションが完了したことを示す通知情報を診断装置100へ送信する。このような容量学習オペレーションが行われることにより、診断装置100は、SOCの変化量(ΔSOC)が大きいデータを得ることができ、バッテリ40の劣化状態を高精度に算出することができる。
また、承認部303は、容量学習オペレーションの承認を求める情報を出力部304に出力させる際に、バッテリ40の劣化状態を示す情報と、指標値とを出力部304に出力させる。表示装置60(表示制御部64)は、出力部304から、これらの情報を受信すると、容量学習オペレーションの実行を促す通知画像と、バッテリ40の劣化状態を示す通知画像と、指標値(信頼度)を示す通知画像とを、表示部62に表示させる。また、これらの画像を表示部62に表示させるタイミングは、ユーザから当該画像を表示させるための操作を受け付けた任意のタイミングとしてもよいし、バッテリ40の劣化状態が所定値以下となったタイミングとしてもよいし、指標値が所定値以下となったタイミングとしてもよい。
[容量学習オペレーションの要求処理]
次に、図4を用いて、容量学習回数に応じて行う容量学習オペレーションの要求処理について説明する。図4は、診断装置100が行う容量学習オペレーションの要求処理の一例を示すフローチャートである。
図4において、診断装置100は、充電の開始か否かを判断する(ステップS101)。充電の開始とは、充電を開始することが可能な状況になることである。例えば、充電の開始とは、充電ケーブル220による充電口70と充電器200との接続が検出されることや、位置情報を用いて車両10が充電器200付近に位置することが検出されることや、ユーザからの充電開始の操作入力を受け付けることである。また、非接触式の充電方式の場合、充電の開始は、所定値以上の電磁波強度を検出することとしてもよい。
診断装置100は、充電の開始となるまで待機する(ステップS101:NO)。診断装置100は、充電の開始であると判断すると、直近の一定期間の容量学習データの履歴を取得する(ステップ102)。そして、診断装置100は、取得した容量学習データの履歴を用いて、直近の一定期間(例えば直近の1か月)の容量学習回数をカウント(合計)する(ステップS103)。容量学習回数の合計は、例えば、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度に対応する。
次に、診断装置100は、容量学習回数が閾値(例えば3回)以下であるか否かを判断する(ステップS104)。診断装置100は、容量学習回数が閾値以下ではない場合(ステップS104:NO)、すなわち、劣化状態の推定に用いられるデータに一定の信頼度があると認められる場合、そのまま一連の処理を終了する。
診断装置100は、容量学習回数が閾値以下である場合(ステップS104:YES)、すなわち、劣化状態の推定に用いられるデータに一定の信頼度があると認められない場合、車両条件(所定条件)が成立したか否かを判断する(ステップS105)。車両条件は、例えば、容量学習オペレーションを行えると予測される条件であり、例えば、車両10が自宅に停車し、次回の走行まで所定時間(例えば6時間)を確保できると予測される条件である。
診断装置100は、車両条件が成立していないと判断した場合(ステップS105:NO)、すなわち、例えば、容量学習オペレーションを行う所定時間を確保することができないと判断した場合、そのまま一連の処理を終了する。一方で、診断装置100は、車両条件が成立したと判断した場合(ステップS105:YES)、すなわち、例えば、容量学習オペレーションを行う所定時間を確保することができると判断した場合、ユーザから容量学習オペレーションを行うか否かの承認を受け付けるための画面を表示させ、ユーザから容量学習オペレーションを行う承認を受け付けたか否かを判断する(ステップS106)。
診断装置100は、ユーザから容量学習オペレーションを行う承認を受け付けない場合(ステップS106:NO)、そのまま一連の処理を終了する。一方で、診断装置100は、ユーザから容量学習オペレーションを行う承認を受け付けた場合(ステップS106:YES)、充電器200に対して、容量学習オペレーションを要求する(ステップS107)。この要求を受けて、充電器200(充電制御部210)は、容量学習オペレーションを実行する。
そして、診断装置100は、容量学習オペレーションが完了したか否かを判断する(ステップS108)。容量学習オペレーションの完了は、例えば、充電制御部210から容量学習オペレーションの完了通知を受信することである。診断装置100は、容量学習オペレーションが完了するまで待機する(ステップS108:NO)。一方で、診断装置100は、容量学習オペレーションが完了すると(ステップS108:YES)、一連の処理を終了する。
上述した処理により、診断装置100は、容量学習回数が閾値以下である場合に、容量学習オペレーションを行うことができるため、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を向上させることができる。なお、上述した処理では、直近の一定期間の容量学習回数が閾値以下である場合に(ステップS104:YES)、容量学習オペレーションを実行させることとしたが、これに限らない。例えば、直近の容量学習データにおけるΔSOCの2乗和が閾値以下の場合に、容量学習オペレーションを実行させてもよい。このようにしても、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を向上させることができ、バッテリ40の劣化状態を高精度に推定することができる。
[容量学習オペレーションを行う際の流れ]
次に、図5を用いて、容量学習オペレーションを行う際の流れについて説明する。図5は、容量学習オペレーションを行う際の一例を示すシーケンス図である。図5において、車両10(診断装置100)は、車両条件が成立すると、ユーザに容量学習オペレーションの承認要求を行う。車両10は、ユーザから承認を受け付けると、充電器200に対して、容量学習オペレーションの要求を行う。充電器200(充電制御部210)は、車両10から容量学習オペレーションの要求を受信すると、容量学習オペレーションを実行する。
容量学習オペレーションにおいて、充電制御部210は、充放電の前準備を行う。充放電の前準備は、例えば、SOCを第1規定値となるように充放電(例えば放電)することである。なお、充放電の前準備における充放電の前に、バッテリ40を安定させるために、休止期間を設けてもよい。充放電の前準備を行った後に、充電制御部210は、バッテリ40を安定させるために、第1休止期間が経過するまで、充放電を休止する。第1休止期間が経過すると、充電制御部210は、第2規定値となるまで充放電(例えば充電)を行う。
第2規定値となるまでの充放電を行うと、充電制御部210は、バッテリ40を安定させるために、第2休止期間が経過するまで、充放電を休止する。第2休止期間が経過すると、充電制御部210は、所定のシステムを起動し、車両10(診断装置100)に容量学習オペレーションが完了したことを通知する。このようにして、容量学習オペレーションが実行される。診断装置100は、容量学習オペレーションが完了したことを示す完了通知を受信すると、学習オペレーションが行われた旨及び学習オペレーションが行われた日時を所定の記憶領域(記憶部310)に記憶する。
[容量学習回数と信頼度の関係について]
次に、図6を用いて、容量学習回数と信頼度の関係について説明する。図6は、容量学習回数の合計から信頼度を特定するための信頼度特定テーブルの一例を示す説明図である。図6において、信頼度決定テーブルは、容量学習回数の合計と、劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度とを対応付けたテーブルである。容量学習回数は、直近の一定期間の容量学習回数をカウントした値(合計数)である。信頼度は、容量学習回数に対応して設定される値(パーセンテージで表される値)である。
信頼度は、例えば、容量学習回数の合計が閾値以下の場合には、容量学習回数に応じた値(例えば、容量学習回数が少ないときほど低い値)である。また、信頼度は、容量学習回数の合計が閾値を超える場合には一定の値である。なお、容量学習データにおけるΔSOCの2乗和を用いて信頼度(指標値)を特定する構成とする場合には、ΔSOCの2乗和と信頼度とを対応付けた信頼度特定テーブルを用意しておけばよい。
[表示画面の一例]
次に、図7を用いて、表示部62に表示される、バッテリ40の劣化状態に関する表示画面の一例について説明する。図7は、バッテリ40の劣化状態に関する表示画面の一例を示す説明図である。図7に示すように、表示部62には、バッテリ40の劣化状態を示す劣化状態示唆画像401と、劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を示す信頼度示唆画像402と、ユーザに容量学習オペレーションの実行の有無を問い合わせる通知画像403と、承認の受付ボタン404と、時刻情報405とが表示されている。
劣化状態示唆画像401は、バッテリ40の劣化状態を、パーセンテージを示す数値とともに、グラフ状(棒グラフ状)に示した画像である。ただし、劣化状態示唆画像401は、パーセンテージを示す数値のみを表示する画像としてもよいし、グラフのみを表示する画像としてもよい。
また、信頼度示唆画像402は、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度をグラフ状に示した表示である。なお、信頼度は、直近の一定期間の容量学習回数を用いて特定される値(図6の信頼度特定テーブルを参照)である。信頼度示唆画像402は、グラフに代わって、または、グラフとともに、パーセンテージを示す数値を示す画像としてもよい。
また、図7において、信頼度示唆画像402は、目標値を示す画像を含む。これにより、ユーザに信頼度の回復を促すことができる。また、目標値は、現在の信頼度に応じて変化可能としてもよい。具体的には、目標値は、信頼度が低い場合には低く設定され、信頼度が高い場合には高く設定されてもよい。これにより、現在の信頼度に近い値に目標値を設定することができるため、ユーザに、信頼度の回復をより促すことができる。
通知画像403は、容量学習オペレーションの承認を求める情報を示す画像の一例である。具体的には、通知画像403は、信頼度を回復させるためには学習オペレーションが必要であることを示す通知や、容量学習オペレーションを促す通知を示す画像である。承認の受付ボタン404は、例えば、表示部62のタッチパネルにより、容量学習オペレーションを行うか否かを受け付ける。
時刻情報405は、現在時刻と、次回の走行の予想時刻とを示す。現在時刻と、次回の走行の予想時刻とから、容量学習オペレーションを行う所定時間(例えば6時間)を確保することができることをユーザに間接的に通知することができる。なお、時刻情報405とともに、または、時刻情報405に代わって、容量学習オペレーションには所定時間を要する旨の通知を行ってもよい。また、図8に示した内容のほかにも、例えば、学習オペレーションが終了するまではバッテリ40が満充電にならない旨の通知や、学習オペレーションが終了するまで車両10の走行を控える旨の通知を行ってもよい。
以上説明した実施形態の診断装置100は、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示した指標値(例えば容量学習回数)が閾値以下の場合に、容量学習オペレーションの承認をユーザに求めることとした。したがって、ユーザが意図しないときに、容量学習オペレーションを行わないようにすることができるため、容量学習オペレーションがユーザに支障をきたすことを抑えることができる。一方で、例えば、ユーザが車両10を使用しないときなどユーザにとって差し支えないときに、容量学習オペレーションを行うことができる。これにより、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を向上させることができるため、バッテリ40の劣化状態を精度よく推定することができる。
また、診断装置100は、車両10の駐車状況が所定条件を満たす場合に、容量学習オペレーションの承認をユーザに求めることとした。したがって、ユーザが車両10を使用しないことが予測されるときに、ユーザの承認を得ることができる。これにより、ユーザが車両10を使用しないときなど、ユーザにとって最適なタイミングで、容量学習オペレーションの承認を得ることができる。このため、当該承認を得るための通知や操作がユーザにとって煩わしいものとならないようにすることができる。
また、診断装置100は、容量学習オペレーションの承認をユーザに求める際に、バッテリ40の劣化状態を示す劣化状態示唆画像401(図7参照)と、信頼度示唆画像402とをユーザに通知することとした。これにより、ユーザは、バッテリ40の劣化状態と、その信頼度(精度)とを把握することができる。このため、ユーザに容量学習オペレーションを促すことができる。すなわち、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を回復させることや、推定される劣化状態の精度の向上をユーザに促すことができる。
また、実施形態の診断装置100は、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示した指標値(例えば容量学習回数)が閾値以下の場合に、充電制御部210に、容量学習オペレーションを要求することとした。したがって、バッテリ40に対して、容量学習オペレーションに応じた充放電を行うことができる。これにより、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を向上させることができるため、バッテリ40の劣化状態を精度よく推定することができる。
また、診断装置100は、車両10の駐車状況が所定条件を満たす場合に、充電制御部210に、容量学習オペレーションを要求することとした。したがって、ユーザが車両10を使用しないことが予測されるときに、容量学習オペレーションを行うことができる。これにより、ユーザが車両10を使用しないときなど、ユーザにとって差し支えないときに、容量学習オペレーションを行うことができる。
また、本実施形態において、容量学習オペレーションは、バッテリ40に対して充放電を行う状態と、充放電を行わない休止状態と、を含むオペレーションとした。これにより、バッテリ40を安定させた状態で、充電率の変化量(ΔSOC)が大きい充放電を行うことができる。したがって、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度を向上させることができる。これにより、バッテリ40の劣化状態を精度よく推定することができる。
[変形例1]
次に、本実施形態の変形例1について説明する。上述した実施形態では、本発明に係る診断装置100の機能部を全て車両10が備える構成としたが、診断装置100の機能部の一部または全部を他の装置(例えばセンターサーバ)が備える構成について説明する。図8は、本実施形態の変形例1を示す説明図である。
図8において、診断システム500の構成例を示す説明図である。診断システム500は、車両10に搭載されるバッテリ40の劣化状態等を管理するバッテリの制御システムである。診断システム500は、複数の車両10と、センターサーバ501と、を備える。車両10と、センターサーバ501とは、ネットワークNWを介して通信する。ネットワークNWは、例えば、インターネット、WAN(Wide Area Network)、LAN(Local Area Network)、プロバイダ装置、無線基地局などを含む。
複数の車両10は、それぞれ、通信装置を備える。通信装置は、セルラー網やWi−Fi網を接続するための無線モジュールを含む。通信装置は、バッテリセンサ42の出力を示す情報を取得し、図8に示すネットワークNWを介して、センターサーバ501に送信する。また、通信装置は、ネットワークNWを介して、センターサーバ501から送信された情報を受信する。通信装置は、受信した情報を表示装置60に出力する。
センターサーバ501は、複数の車両10(通信装置)から送信された情報に基づいて、車両10に搭載されたバッテリに関する情報を管理する。ここで、センターサーバ501が、図3に示した、推定部301と、導出部302と、承認部303と、出力部304と、受付部305と、要求部306と、取得部307との機能を有していてもよい。
具体的に説明すると、センターサーバ501は、車両10の通信装置からバッテリセンサ42の出力を示す情報を受信し、当該情報に基づいて、バッテリ40の劣化状態を推定してもよい(推定部301)。また、センターサーバ501は、車両10の通信装置から劣化状態の推定に用いられるデータを受信し、当該データに基づいて、劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出してもよい(導出部302)。
また、センターサーバ501は、導出した指標値が所定値以下である場合に、当該車両10へ、ユーザの承認を求める情報を出力(送信)してもよい(承認部303及び出力部304)。また、センターサーバ501は、車両10を介して、ユーザの入力を受け付けてもよい(受付部305)。また、センターサーバ501は、導出した指標値が所定値以下である場合に、充電器200に容量学習オペレーションの要求を行うための情報を、車両10へ送信してもよい(要求部306)。また、センターサーバ501は、車両から、車両の駐車状況を示す情報を取得してもよい(取得部307)。
なお、変形例1において、センターサーバ501は、診断装置100の機能部の少なくとも一部を備えていればよい。具体的には、例えば、センターサーバ501は、推定部301のみを備えていてもよいし、推定部301及び導出部302を備えていてもよい。こ場合、センターサーバ501が備えない機能については、車両10側で備えるようにすればよい。
また、センターサーバ501は、例えば、バッテリの劣化状態に関する情報(劣化状態を示す情報や指標値)や、使用状況情報(バッテリ温度、走行負荷、平均SOC、充電回数など)を各車両10から受信し、それぞれの値について、複数の車両10における平均値を算出して管理してもよい。車両10は、センターサーバ501によって算出された平均値を受信し、受信した平均値と、自車のバッテリに関する情報とを対応させて表示部62に表示してもよい。
これにより、ユーザは、自車のバッテリ40の劣化状態や信頼度を他の車両10の平均と比較して把握することができる。また、バッテリ40の劣化状態の推定に用いられるデータの信頼度が低い場合には、他の車両10の平均と比較することにより、ユーザに信頼度の回復をより促すことができる。
[変形例2]
次に、本実施形態の変形例2について説明する。上述した実施形態では、車両10の駐車状況を示す情報を、車両10に搭載されるナビゲーション装置の走行履歴から取得する構成について説明したが、他の装置(例えば、スマートフォンなどの通信端末装置)のスケジュールから取得する構成について説明する。
変形例2において、車両10は、通信装置を備える。この通信装置は、通信端末装置(例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートPCなど)と、優先または無線で通信接続される。通信端末装置には、ユーザのスケジュールを管理するためのスケジューラのアプリケーションがインストールされている。車両10の通信装置は、通信端末装置からユーザのスケジュール情報を受信することにより、予定されている車両10の駐車時間の情報を得ることができる。これにより、所定時間(例えば6時間)以上の充電時間を確保することができる場合に、容量学習オペレーションを行うことが可能になる。
また、例えば、車両10の通信装置は、通信端末装置から受信したユーザのスケジュール情報を参照し、例えば、翌日に移動距離の長い走行が予定されている場合には、容量学習オペレーションを行わないようにすることも可能である。このように、ユーザのスケジュール情報を用いることにより、ユーザの予定に合わせて、容量学習オペレーションを行うことができる。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
10…車両
12…モータ
36…制御部
40…バッテリ
42…バッテリセンサ
60…表示装置
62…表示部
64…表示制御部
70…充電口
100…診断装置
200…充電器
210…充電制御部
301…推定部
302…導出部
303…承認部
304…出力部
305…受付部
306…要求部
307…取得部
310…記憶部

Claims (8)

  1. 車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定する推定部と、
    前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出する導出部と、
    前記導出部によって導出された前記指標値が所定値以下である場合に、前記二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行う要求部と、
    を備える診断装置。
  2. 前記導出部は、前記推定部の推定に用いられるデータとして前記センサの出力が得られた回数に基づいて、前記指標値を導出する、
    請求項1記載の診断装置。
  3. 前記導出部は、前記二次電池の充放電によって前記二次電池の充電率が変化した変化量に基づいて、前記指標値を導出する、
    請求項1または2記載の診断装置。
  4. 前記車両の駐車状況を示す情報を取得する取得部を更に備え、
    前記要求部は、前記取得部によって取得された情報が示す前記駐車状況が所定条件を満たす場合に、前記要求を行う、
    請求項1から3のいずれか1項記載の診断装置。
  5. 請求項1から4のうちいずれか1項記載の診断装置と、
    前記診断装置から前記要求を受信する通信部と、
    前記通信部によって前記要求が受信された場合に、前記二次電池に対して前記特定の充放電オペレーションを実行する実行部と、
    を備える前記外部充電器と、
    を有する診断システム。
  6. 前記特定の充放電オペレーションは、前記二次電池に対して充放電を行う状態と、充放電を行わない休止状態と、を含む、
    請求項5記載の診断システム。
  7. 車両に搭載されるコンピュータを用いて行われる診断方法であって、
    車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定し、
    前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出し、
    前記導出された前記指標値が所定値以下である場合に、前記二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行う、
    を備える診断方法。
  8. 車両に搭載されるコンピュータに、
    車両の走行駆動用の電力を供給する二次電池に取り付けられたセンサの出力に基づいて、前記二次電池の劣化状態を推定させ、
    前記劣化状態の推定に用いられるデータの有効性を示す指標値を導出させ、
    前記導出された前記指標値が所定値以下である場合に、前記二次電池に電力を供給する外部充電器に、特定の充放電オペレーションの要求を行わせる、
    を備えるプログラム。
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