JP2023064864A - バッテリの充電率を推定する推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの充電率を簡素な構成で推定するための技術を提供する。【解決手段】車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置は、バッテリの電圧を検出する電圧センサと、バッテリの温度を検出する温度センサと、電圧センサ及び温度センサに接続されており、バッテリの充電率を推定する推定処理を実行する処理回路と、を備える。推定処理は、車両の駐車中に実行され、電圧センサによって検出される検出電圧と、温度センサによって検出される検出電圧とに基づいて、バッテリの充電率を推定する。【選択図】図２

Description

本明細書が開示する技術は、車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置に関する。

特許文献１には、バッテリの充電率を推定する推定装置が記載されている。この推定装置は、バッテリの電圧を検出する電圧センサと、電圧センサに接続された処理回路と、を備える。処理回路は、充放電時における電圧（即ち、閉回路電圧）と充電率との関係を表すデータ群を作成し、そのデータ群と、電圧センサによって検出される検出電圧とに基づいて、バッテリの充電率を推定する。このような構成によると、バッテリの充放電中において、バッテリの充電率を精度よく推定することができる。

特開２０１４－１６３８６１号公報

バッテリの電圧と充電率（例えばＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）との関係は、バッテリの充放電電流やバッテリの温度によって変化することが知られている。そのため、上記のような推定装置において、バッテリの充電率を推定するためには、様々な充放電電流に対して電圧と充電率との関係を表す多数のデータ群や、様々な温度に対して電圧と充電率との関係を表す多数のデータ群が必要となる。このような実情を鑑み、本明細書は、バッテリの充電率を簡素な構成で推定するための技術を提供する。

本明細書が開示する技術は、車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置に具現化される。この推定装置は、前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、前記バッテリの温度を検出する温度センサと、前記電圧センサ及び前記温度センサに接続されており、前記バッテリの前記充電率を推定する推定処理を実行する処理回路と、を備える。前記推定処理は、前記車両の駐車中に実行され、前記電圧センサによって検出される検出電圧と、前記温度センサによって検出される検出電圧とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する。

上記した推定装置では、車両の駐車中に、バッテリの充電率を推定する推定処理が実行される。車両の補機に電力を供給するバッテリでは、車両の駐車時における放電電流（いわゆる暗電流）が、車両の走行時における放電電流よりも十分に小さく、そのような放電電流については、バッテリの電圧に与える影響を無視することができる。その一方で、車両の駐車時においても、気温等の影響によってバッテリの温度は様々に変化し、そのような温度変化については、バッテリの電圧に与える影響を無視することができない。そのことから、上記した推定処理では、バッテリの電圧と温度とに基づいて、バッテリの充電率が推定される。このように、バッテリの充電率を推定するタイミングを、車両の駐車時に限定するととともに、バッテリの温度については依然として考慮することにより、バッテリの充電率を従来よりも簡素な構成で精度よく推定することができる。

車両１００及び推定装置１０の構成を示す概略図。 図５と共に、処理回路１８が実行する一連の処理を示すフロー図。ここで、図２中のＸは図５中のＸへ続いており、図５中のＹは図２中のＹへ続いている。 補機バッテリ１０４について、充電率と電圧との関係の一例を示す図。なお、図３中のグラフ（Ａ）は、補機バッテリ１０４の放電電流が第１電流値Ａ１であるときを示しており、図３中のグラフ（Ｂ）は、補機バッテリ１０４の放電電流が第２電流値Ａ２であるときを示している。ここで、第１電流値Ａ１は、第２電流値Ａ２よりも小さい。 補機バッテリ１０４について、充電率と電圧との関係の一例を示す図。なお、図４中のグラフ（Ｃ）は、補機バッテリ１０４の温度が第１温度Ｔ１であるときを示しており、図４中のグラフ（Ｄ）は、補機バッテリ１０４の温度が第２温度Ｔ２であるときを示している。ここで、第１温度Ｔ１は、第２温度Ｔ２よりも高い。 図２と共に、処理回路１８が実行する一連の処理を示すフロー図。ここで、図５中のＸは図２中のＸへ続いており、図５中のＹは図２中のＹへ続いている。 車両１００の駐車中において、電圧センサ１２の検出電圧と補機バッテリ１０４の充電率との経時的変化の一例を示すグラフ。この例において、検出電圧及び充電率は、図中の点Ｅからスタートし、点Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ，Ｋを経て、点Ｌへ変化している。なお、点Ｆから点Ｇまでの期間、及び、点Ｉから点Ｊまでの期間は、補機バッテリ１０４が充電されている期間を示す。点Ｇから点Ｈまでの期間、及び、点Ｊから点Ｋまでの期間は、補機バッテリ１０４の充電が終了した直後の期間を示す。 図２と共に、処理回路１８が実行する一連の処理の変形例を示すフロー図。ここで、図７中のＸは図２中のＸへ続いており、図７中のＹは図２中のＹへ続いている。 車両１００の構成の変形例を示す概略図。

本技術の一実施形態において、推定処理は、検出温度に応じて検出電圧と充電率との関係を決定し、決定した関係と検出電圧とを用いて充電率を推定してもよい。このような構成によると、バッテリの検出電圧及び検出温度の両者に基づいて、バッテリの充電率を精度よく推定することができる。この場合、処理回路は、様々な温度に対応付けて、検出電圧と充電率との関係を記述する関係式、マップ、又はテーブルを予め記憶していてもよい。

本技術の一実施形態において、処理回路は、車両の駐車中にバッテリの充電が開始されたときは、推定処理を中止してもよい。車両の駐車中であっても、バッテリの充電中は、電圧センサによる検出電圧が、バッテリに印加される充電電圧に依存する。そのことから、車両の駐車中にバッテリの充電が開始されたときは、上述した推定処理を中止することが考えられる。これにより、バッテリの充電中に、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。

上記した実施形態において、処理回路は、バッテリの充電が終了した後、所定の条件が満たされたときに、推定処理を再開してもよい。バッテリの充電が終了した直後でも、バッテリの出力する電圧には、充電による影響が一時的に残る。その間、電圧センサによる検出電圧は、バッテリの充電率に必ずしも対応しない。そのことから、バッテリの充電が終了した後も、その充電による影響が実質的に解消されたと判断し得る条件が満たされるまでは、上述した推定処理を中止することが考えられる。これにより、バッテリの充電が終了した直後において、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。

上記した実施形態において、処理回路は、所定の条件として、充電後にバッテリから放電された放電量が、充電中にバッテリに充電された充電量に達したときに、推定処理を再開してもよい。即ち、充電後におけるバッテリの充電率が、その充電開始時点におけるバッテリの充電率に達したときに、推定処理が再開されてもよい。バッテリの充電が終了した直後は、バッテリの内部に充電による影響が一時的に残る。その間、電圧センサによる検出電圧は、バッテリの充電率に必ずしも対応しない。そのことから、バッテリの充電が終了した後も、バッテリの充電率が充電前の充電率に戻るまでは、上述した推定処理を中止することが考えられる。これにより、バッテリの充電が終了した直後に、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。

上記した実施形態に代えて、処理回路は、充電の開始時点において検出電圧及び検出温度を記憶してもよい。この場合、処理回路は、前述した所定の条件として、充電の終了後における検出電圧及び検出温度から推定される充電率が、充電の開始時点における検出電圧及び検出温度から推定される充電率まで低下したときに、推定処理を再開してもよい。このような構成によると、充電の開始時点におけるバッテリの温度と、充電の終了後におけるバッテリの温度とが互いに相違する場合でも、充電の終了後におけるバッテリの充電率が、充電の開始時点における充電率と等しくなるタイミングを、正しく特定することができる。これにより、バッテリの充電率が充電前の充電率に戻るまでは、上述した推定処理を中止することができ、バッテリの充電率が誤って推定されることを避けることができる。

上記したいくつかの実施形態において、処理回路は、推定処理を中止している間、充電の開始時点における充電率と、充電中にバッテリに充電された充電量と、充電後にバッテリから放電された放電量とに基づいて、バッテリの充電率を推定してもよい。即ち、バッテリの充電中や、その直後の期間では、上述した推定処理とは異なる方法を用いて、バッテリの充電率を推定してもよい。このような構成によると、バッテリの充電中や、その直後の期間においても、バッテリの充電率を推定することができる。

上記した実施形態に代えて、処理回路は、推定処理を中止している間、充電の開始時点における充電率と、充電中にバッテリに充電された充電量と、充電後の経過時間から推定されるバッテリの放電量とに基づいて、バッテリの充電率を推定してもよい。このような構成によっても、バッテリの充電中や、その直後の期間においても、バッテリの充電率を推定することができる。

上記したいくつかの実施形態において、バッテリの充電では、バッテリの検出温度が低いときほど、バッテリへの充電電流が制限されてもよい。このような構成によると、バッテリの充電によってバッテリが受ける影響を、抑制又は実質的に排除することができる。これにより、バッテリの充電後においても、バッテリの充電率を精度よく推定することができる。

上記したいくつかの実施形態において、バッテリの充電は、車両に搭載されたソーラー充電システムによって実施されてもよい。このような構成によると、車両の駐車時におけるバッテリの充電電流は十分に小さいため、当該充電電流がバッテリに与える影響を実質的に無視することができる。

上記した実施形態に代えて、又は加えて、バッテリの充電は、車両に接続された外部電源によって実施されてもよい。このような構成によっても、バッテリへ供給される充電電流が十分に小さければ、当該充電電流がバッテリに与える影響を実質的に無視することができる。

図面を参照して、実施例の推定装置１０と、それを採用した車両１００について説明する。ここでいう車両１００は、いわゆる自動車であって、路面を走行する車両である。ここで、路面とは、いわゆる公道に限定されるものではなく、私有地や、車両１００が走行可能な屋内の床面も意図されている。なお、本実施例で説明する技術は、路面を走行する車両に限られず、軌道を走行する車両に対しても有効に採用することができる。さらに、本実施例で開示される技術は、車両１００に限られず、船舶や航空機等の移動体等に採用されることができる。

図１に示すように、車両１００は、メインバッテリ１０２と、補機バッテリ１０４と、補機１０６とを備える。メインバッテリ１０２は、車両１００の走行用モータ（不図示）等に電力を供給するバッテリである。補機バッテリ１０４は、車両１００に搭載される補機１０６に電力を供給するバッテリである。補機１０６は、例えば、ルームランプやカーナビゲーション装置等である。補機バッテリ１０４は、補機１０６と電気的に接続されており、補機１０６へ電力を供給することができる。補機１０６は、補機バッテリ１０４から供給された電力によって、動作することができる。補機バッテリ１０４の定格電圧は、メインバッテリ１０２の定格電圧よりも低い。一例ではあるが、補機バッテリ１０４の定格電圧は１２Ｖであり、メインバッテリ１０２の定格電圧は、２００Ｖ～６００Ｖである。

メインバッテリ１０２及び補機バッテリ１０４の各々は、複数の電池セルを直列に接続した二次電池である。メインバッテリ１０２及び補機バッテリ１０４の各々が有する複数の電池セルの具体的な数は、特に限定されず、少なくとも一つであればよい。複数の電池セルの各々は、例えば、リチウムイオン電池である。但し、複数の電池セルの各々は、必ずしもリチウムイオン電池である必要はなく、ニッケル水素電池といった他の電池であってもよい。

図１に示すように、車両１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８と、制御装置１１０とをさらに備える。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８は、入力された直流電力を昇圧又は降圧して出力する装置である。制御装置１１０は、車両１００の動作を監視及び制御する装置である。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８は、メインバッテリ１０２と補機バッテリ１０４との間に設けられており、メインバッテリ１０２からの直流電力を降圧して、補機バッテリ１０４側（例えば、補機バッテリ１０４及び補機１０６）に供給することができる。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８は、制御装置１１０と通信可能に構成されており、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８の動作は、制御装置１１０によって制御される。そのため、制御装置１１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８の動作を制御して、メインバッテリ１０２による補機バッテリ１０４の充電を行うことができる。

次に、推定装置１０について説明する。推定装置１０は、補機バッテリ１０４の充電率を推定する装置である。図１に示すように、推定装置１０は、電圧センサ１２と、電流センサ１４と、温度センサ１６と、処理回路１８とを備える。電圧センサ１２は、補機バッテリ１０４の両端と電気的に接続されており、補機バッテリ１０４の電圧を検出することができる。電流センサ１４は、補機バッテリ１０４と直列に接続されており、補機バッテリ１０４の電流を検出することができる。温度センサ１６は、例えば、補機バッテリ１０４が収容されるケース内に配置されており、補機バッテリ１０４の温度を検出することができる。処理回路１８は、各センサ１２、１４、１６と通信可能に接続されており、各センサ１２、１４、１６によって検出された補機バッテリ１０４の電圧、電流及び温度を監視することができる。詳しくは後述するが、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電率を推定する推定処理を含む、一連の処理を実行可能に構成されている。

処理回路１８は、制御装置１１０とも通信可能に接続されており、補機バッテリ１０４の状態に関する情報を制御装置１１０に送信することができるとともに、車両１００の状態に関する情報を制御装置１１０から受信することができる。一例ではあるが、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電率を制御装置１１０に送信することができる。また、特に限定されないが、制御装置１１０は、ユーザによって車両１００が運転又は駐車されると、それに対応する通知（例えば、運転開始通知又は駐車開始通知）を処理回路１８に送信することができる。ここで、車両１００が駐車中であるとは、車両１００が継続的に停車している状態をいい、例えば、車両１００のメインスイッチがオフされている状態が含まれる。そのため、制御装置１１０は、車両１００のメインスイッチがオフされると、処理回路１８に駐車開始通知を送信し、車両１００のメインスイッチがオンされると、処理回路１８に運転開始通知を送信する。なお、車両１００のメインスイッチは、エンジン車に対する慣習に倣い、イグニッションスイッチと呼ばれる場合がある。そして、制御装置１１０は、処理回路１８から受信した補機バッテリ１０４の充電率や、車両１００の駐車時間等に基づいて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０８の動作を制御することで、メインバッテリ１０２による補機バッテリ１０４の充電を開始及び停止することができる。

次に、図２－図６を参照して、処理回路１８が実行する一連の処理について説明する。図２のステップＳ１０において、処理回路１８は、車両１００が駐車中であるのか否かを判定する。前述したように、車両１００が駐車されると、制御装置１１０は、推定装置１０の処理回路１８に駐車開始通知を送信する。処理回路１８は、駐車開始通知を受け取ると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理へ移行する。これに対して、ステップＳ１０でＮＯの場合、処理回路１８は、一連の処理を終了する。

ステップＳ１２において、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電が開始されたのか否かを判定する。車両１００の駐車時では、補機バッテリ１０４から補機１０６へ電力が供給されていることから、補機バッテリ１０４の充電率は経時的に減少する。但し、前述したように、制御装置１１０は、補機バッテリ１０４の充電率や、車両１００の駐車時間等に基づいて、メインバッテリ１０２による補機バッテリ１０４の充電を実施するように構成されている。処理回路１８は、各センサ１２、１４、１６による検出値等に基づいて、補機バッテリ１０４への充電が開始されたことを検出することができる。なお、他の実施形態として、制御装置１１０は、メインバッテリ１０２による補機バッテリ１０４の充電を開始及び停止したときに、その旨を処理回路１８に通知するように構成されてもよい。この場合、処理回路１８は、制御装置１１０からの通知に基づいて、補機バッテリ１０４の充電が開始されたのか否かを判定してもよい。ステップＳ１２でＮＯの場合、処理回路１８は、ステップＳ１４へ移行する。ステップＳ１２でＹＥＳの場合、処理回路１８は、図２中のＸを経由して、図５のステップＳ２０へ移行する。

ステップＳ１４において、処理回路１８は、電圧センサ１２によって検出される検出電圧と、温度センサ１６によって検出される検出温度とを取得する。補機バッテリ１０４の放電中では、電圧センサ１２による検出電圧が、補機バッテリ１０４の電圧と一致する。また、温度センサ１６による検出温度は、補機バッテリ１０４の温度と一致する。

ステップＳ１６において、処理回路１８は、ステップＳ１４で取得した補機バッテリ１０４の電圧及び温度に基づいて、補機バッテリ１０４の充電率を推定する推定処理を実行する。一般的に、バッテリの電圧と充電率との関係は、バッテリの充放電電流やバッテリの温度によって変化することが知られている。しかしながら、図３に示すように、車両１００の駐車時における補機バッテリ１０４の放電電流（いわゆる暗電流）は、例えば３００ｍＡ以下であって、車両１００の走行時における放電電流よりも十分に小さい。そのため、補機バッテリ１０４の電圧と充電率との関係において、当該放電電流による影響を無視することができる。図３中のグラフ（Ａ）は、補機バッテリ１０４の放電電流が第１電流値Ａ１であるときの電圧と充電率との関係を示しており、図３中のグラフ（Ｂ）は、補機バッテリ１０４の放電電流が第２電流値Ａ２であるときの電圧と充電率との関係を示している。ここで、第１電流値Ａ１は、第２電流値Ａ２よりも小さく、例えば、第１電流値Ａ１は３０ｍＡであり、第２電流値Ａ２は３００ｍＡである。また、図３中のグラフ（Ａ）及びグラフ（Ｂ）について、補機バッテリ１０４の温度は互いに等しい。以上より、ステップＳ１６の処理では、補機バッテリ１０４の放電電流の影響を無視することができる。

その一方で、図４に示すように、補機バッテリ１０４の電圧と充電率との関係は、補機バッテリ１０４の温度によって変化する。図４中のグラフ（Ｃ）は、補機バッテリ１０４の第１温度Ｔ１における充電率と電圧との関係を示しており、図４中のグラフ（Ｄ）は、補機バッテリ１０４の第２温度Ｔ２における充電率と電圧との関係を示している。ここで、第１温度Ｔ１は、第２温度Ｔ２よりも高く、例えば、第１温度Ｔ１は２５度であり、第２温度Ｔ２は－２５度である。また、図４中のグラフ（Ｃ）及びグラフ（Ｄ）について、補機バッテリ１０４の放電電流は互いに等しい。例えば、補機バッテリ１０４の電圧ＶＤであるとき、補機バッテリ１０４の温度が第１温度Ｔ１である場合には、充電率は第１充電率Ｓ１であり、補機バッテリ１０４の温度が第２温度Ｔ２である場合には、充電率は第２充電率Ｓ２である。第１充電率Ｓ１は、第２充電率Ｓ２よりも有意に低い。このように、補機バッテリ１０４の電圧と充電率との関係は、補機バッテリ１０４の温度に応じて変化するため、ステップＳ１６の処理では、補機バッテリ１０４の温度の影響を考慮する必要がある。

以上を踏まえて、ステップＳ１６では、処理回路１８は、検出温度に応じて検出電圧と充電率との関係を決定し、決定した関係と検出電圧とを用いて、補機バッテリ１０４の充電率を推定する。一例ではあるが、処理回路１８は、様々な温度に対応付けて、検出電圧と充電率との関係を記述する関係式を予め記憶しておくことができる。処理回路１８は、補機バッテリ１０４の検出温度に応じて、充電率と電圧との関係を記述する関係式を決定し、決定した関係式を用いて、補機バッテリ１０４の検出電圧から充電率を推定する。ステップＳ１６の処理を終えると、処理回路１８は、一連の処理を終了する。

なお、他の実施形態として、処理回路１８は、前述の関係式に加えて、又は代えて、様々な温度に対応付けて、検出電圧と充電率との関係を記述するマップ、テーブルを予め記憶してもよい。この場合、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の検出温度に応じて、充電率と電圧との関係を記述するマップ、テーブルを決定し、そのマップ、テーブルと補機バッテリ１０４の検出電圧とを用いて、充電率を推定してもよい。

次に、図５、図６を参照して、図２のステップＳ１２でＹＥＳとなった場合、即ち、車両１００の駐車中に補機バッテリ１０４への充電が開始された場合の処理について説明する。前述したように、図２のステップＳ１２でＹＥＳの場合、処理回路１８は図５のステップＳ２０へ移行する。これにより、補機バッテリ１０４の充電中は、図２のステップＳ１４、Ｓ１６における推定処理が中止される。図６に示すように、車両１００の駐車中であっても、補機バッテリ１０４の充電中（図中の点Ｆから点Ｇ、又は、点Ｉから点Ｊ）は、電圧センサ１２による検出電圧が、補機バッテリ１０４に印加される充電電圧に依存する。即ち、電圧センサ１２による検出電圧が、補機バッテリ１０４の充電率に必ずしも対応しない。そのことから、車両１００の駐車中に補機バッテリ１０４の充電が開始されたときは、上述した推定処理が中止されるように構成されている。これにより、補機バッテリ１０４の充電中に、補機バッテリ１０４の充電率が誤って推定されることを避けることができる。

加えて、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電が終了し（ステップＳ２２でＮＯ）、所定の条件が満たされたときに（ステップ３２でＹＥＳ）、図２のステップＳ１４の処理に復帰する。これにより、補機バッテリ１０４の充電中に加えて、その充電が終了した直後の期間においても、図２のステップＳ１４、Ｓ１６における推定処理は中止されるように構成されている。図６に示すように、補機バッテリ１０４の充電が終了した直後（図中の点Ｇから点Ｈ、又は、点Ｊから点Ｋ）でも、補機バッテリ１０４の出力する電圧には、充電による影響が一時的に残る。その間、電圧センサ１２による検出電圧は、補機バッテリ１０４の充電率に必ずしも対応しない。そのことから、補機バッテリ１０４の充電が終了した後も、その充電による影響が実質的に解消されたと判断し得る条件が満たされるまで、上述した推定処理が中止されるように構成されている。これにより、補機バッテリ１０４の充電が終了した直後において、補機バッテリ１０４の充電率が誤って推定されることを避けることができる。

以上のように、補機バッテリ１０４の充電中、及び、充電が終了した直後の期間は、図２のステップＳ１４、Ｓ１６における推定処理が中止される。その間、処理回路１８は、図５に示す処理を実行することによって、図２のステップＳ１４の処理に復帰するタイミングを特定するとともに、補機バッテリ１０４の充電率を簡易的に推定することができる。

先ず、ステップＳ２０において、処理回路１８は、充電の開始時点において、電圧センサ１２によって検出された検出電圧と、温度センサ１６によって検出された検出温度とを記憶する。そして、処理回路１８は、例えば、図２のステップＳ１６の処理と同様の方法により、補機バッテリ１０４の充電率を推定する。

ステップＳ２２において、処理回路１８は、補機バッテリ１０４が充電中であるのか否かを判定する。補機バッテリ１０４が充電中である場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、処理回路１８は、ステップＳ２４において、当該充電による充電量を算出する。例えば、処理回路１８は、電流センサ１４を用いて取得した補機バッテリ１０４の電流値を積算することで、補機バッテリ１０４の充電量を算出する。補機バッテリ１０４が充電中でない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、処理回路１８は、ステップＳ２４の処理を省略する。

ステップＳ２６において、処理回路１８は、補機バッテリ１０４が放電中であるのか否かを判定する。補機バッテリ１０４が放電中である場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、処理回路１８は、ステップＳ２８において、当該放電による放電量を算出する。この場合もステップＳ２４と同様に、処理回路１８は、例えば電流センサ１４による検出電流を積算することで、補機バッテリ１０４の放電量を算出する。補機バッテリ１０４が放電中でない場合（ステップＳ２６でＮＯ）、処理回路１８は、ステップＳ２８の処理を省略する。

ステップＳ３０において、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電率を簡易的に推定する。一例ではあるが、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電の開始時点（図６中の点Ｆ、Ｉに対応）における充電率と、充電中に補機バッテリ１０４に充電された充電量と、充電後に補機バッテリ１０４から放電された放電量とに基づいて、補機バッテリ１０４の充電率を推定する。例えば、処理回路１８は、ステップＳ２０で推定した充電の開始時点における補機バッテリ１０４の充電率と、ステップＳ２２で算出した充電量とステップＳ２６で算出した放電量との差分とから、補機バッテリ１０４の充電率を推定する。なお、補機バッテリ１０４の充電の開始時点とは、補機バッテリ１０４の充電が開始される直前のタイミングであって、補機バッテリ１０４に充電電圧が印加される前のタイミングを意味する。

なお、上記した実施形態に代えて、ステップＳ３０において、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電の開始時点における充電率と、充電中に補機バッテリ１０４に充電された充電量と、充電後の経過時間から推定される補機バッテリ１０４の放電量とに基づいて、補機バッテリ１０４の充電率を推定してもよい。この場合、例えば、処理回路１８は、一日あたりの補機バッテリ１０４の放電量を予め記憶しておくことで、補機バッテリ１０４への充電が終了した後の経過時間から、充電後に補機バッテリ１０４から放電された放電量を推定してもよい。このように、処理回路１８は、ステップＳ３０において、充電後に補機バッテリ１０４から放電された放電量として、必ずしもステップＳ２８で算出した放電量を用いる必要はない。なお、一日あたりの補機バッテリ１０４の放電量は、車両１００の使用条件等に基づいて経験的に設定されてもよいし、車両１００に搭載される補機１０６の種類等に応じて設定されてもよい。

ステップＳ３２において、処理回路１８は、充電後に補機バッテリ１０４から放電された放電量が、充電中に補機バッテリ１０４に充電された充電量に達したのか否かを判定する。詳しくは、処理回路１８は、ステップＳ２８で算出した放電量が、ステップＳ２４で算出した充電量に達したのか否かを判定する。ステップＳ２８で算出した放電量が、ステップＳ２４で算出した充電量に達するまでは（ステップＳ３２でＮＯ）、処理回路１８は、ステップＳ２２へ戻る。ステップＳ２８で算出した放電量が、ステップＳ２４で算出した充電量に達すると（ステップＳ３２でＹＥＳ）、処理回路１８は、図５中のＹを経由して、図２のステップＳ１４の処理に復帰する。ここで、本実施例における「充電後に補機バッテリ１０４から放電された放電量が、充電中に補機バッテリ１０４に充電された充電量に達した」とは、本技術における推定処理を再開するための所定の条件の一例である。

上記した推定装置１０では、車両１００の駐車中に、補機バッテリ１０４の充電率を推定する推定処理（図２中のステップＳ１４及びステップＳ１６）が実行される。車両１００の補機バッテリ１０４では、車両１００の駐車時における放電電流が、車両１００の走行時における放電電流よりも十分に小さく、そのような放電電流については、補機バッテリ１０４の電圧に与える影響を無視することができる（図３参照）。その一方で、車両１００の駐車時においても、気温等の影響によって補機バッテリ１０４の温度は様々に変化し、そのような温度変化については、補機バッテリ１０４の電圧に与える影響を無視することができない（図４参照）。そのことから、上記した推定処理では、補機バッテリ１０４の電圧と温度とに基づいて、補機バッテリ１０４の充電率が推定される。このように、補機バッテリ１０４の充電率を推定するタイミングを、車両１００の駐車時に限定するととともに、補機バッテリ１０４の温度については依然として考慮することにより、補機バッテリ１０４の充電率を従来よりも簡素な構成で精度よく推定することができる。

処理回路１８が実行する一連の処理は、適宜変更することができる。その一例として、処理回路１８が実行する一連の処理の変形例について説明する。本変形例では、推定装置１０の処理回路１８は、図５に示す処理に代えて、図７に示す処理を実行することができる。即ち、処理回路１８、ステップＳ１２でＹＥＳの場合、図２中のＸを経由して図５のステップＳ２０へ移行する代わりに、図７のステップＳ４０へ移行することができる。そして、図７のステップＳ４６でＹＥＳの場合に、図７中のＹを経由して図２のステップＳ１４の処理に復帰することができる。なお、図７に示す処理のうち、前述の処理と同様の処理については、対応するステップを示すことにより詳細な説明を割愛する。

ステップＳ４０において、処理回路１８は、図５のステップＳ２０と同様に、充電の開始時点における検出電圧と検出温度とを記憶する。このとき、特に限定されないが、処理回路１８は、補機バッテリ１０４の充電率を推定してもよい。ステップＳ４２において、処理回路１８は、図２のステップＳ１４と同様に、検出電圧と検出温度とを取得する。ステップＳ４４において、処理回路１８は、図５のステップＳ３０と同様に、補機バッテリ１０４の充電率を簡易的に推定する。なお、ステップＳ４２の処理は、補機バッテリ１０４の充電中、及び充電が終了した直後の期間の両方において実施される。そのため、ステップＳ４４で推定される充電率には、充電中の補機バッテリ１０４の充電率と、充電が終了した後に放電された補機バッテリ１０４の充電率との両方が含まれる。

前述のように、補機バッテリ１０４の電圧と充電率との関係は、補機バッテリ１０４の温度に応じて変化する。そのため、充電の開始時点における補機バッテリ１０４の温度と、充電の終了後における補機バッテリ１０４の温度とが異なる場合において、各時点の検出電圧を比較するだけでは、充電の終了後の充電率が充電の開始時点の充電率と等しくなるタイミングを正しく特定できないおそれがある。

上記の点に関して、ステップＳ４６において、処理回路１８は、充電の終了後における検出電圧及び検出温度から推定される充電率が、充電の開始時点における検出電圧及び検出温度から推定される充電率まで低下したのか否かを判定する。例えば、処理回路１８は、充電の開始時点における検出電圧から充電率を推定し、充電の開始時点における検出温度と充電の終了後における検出温度とに基づいて、充電の終了後における充電率の推定値を算出する。そして、処理回路１８は、充電の終了後における検出電圧が、当該充電率の推定値（又は、それに対応する電圧値）まで低下すると（ステップＳ４６でＹＥＳ）、図７中のＹを経由して、図２のステップＳ１４の処理に復帰する。ここで、本変形例における「充電の終了後における検出電圧及び検出温度から推定される充電率が、充電の開始時点における検出電圧及び検出温度から推定される充電率まで低下した」とは、本技術における推定処理を再開するための所定の条件の一例である。

このような構成によると、充電の開始時点における補機バッテリ１０４の温度と、充電の終了後における補機バッテリ１０４の温度とが互いに相違する場合でも、充電の終了後における補機バッテリ１０４の充電率が、充電の開始時点における充電率と等しくなるタイミングを、正しく特定することができる。これにより、補機バッテリ１０４の充電率が充電前の充電率に戻るまでは、上述した推定処理を中止することができ、補機バッテリ１０４の充電率が誤って推定されることを避けることができる。

本技術の他の実施形態において、補機バッテリ１０４の充電では、補機バッテリ１０４の検出温度が低いときほど、補機バッテリ１０４への充電電流が制限されることができる。一例ではあるが、図５のステップＳ２０又は図７のステップＳ４０において記憶された充電の開始時点における検出温度が、所定の温度下限値を下回る場合、処理回路１８は、その旨（及び検出温度）を制御装置１１０に通知する。制御装置１１０は、処理回路１８からの通知に基づいて、メインバッテリ１０２から補機バッテリ１０４への充電電流を所定値以下となるように制限する。なお、ここでいう所定値は、補機バッテリ１０４の温度（即ち、検出温度）や充電率等に応じて適宜変更することができる。このような構成によると、補機バッテリ１０４の充電によって補機バッテリ１０４が受ける影響を、抑制又は実質的に排除することができる。これにより、補機バッテリ１０４の充電後においても、補機バッテリ１０４の充電率を精度よく推定することができる。

図８に示すように、実施例の車両１００は、ソーラー充電システム１１２をさらに備えてもよい。ソーラー充電システム１１２は、主に、ソーラーパネル１１２ａと、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２ｂとを含む。ソーラーパネル１１２ａは、太陽光の照射を受けて発電する太陽電池セルの集合体である電池モジュールである。ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２ｂは、入力された直流電力を昇圧又は降圧して出力する装置である。ソーラーパネル１１２ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２ｂを介して、補機バッテリ１０４に電気的に接続されている。ソーラーパネル１１２ａによる発電電力は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２ｂで降圧された後に、補機バッテリ１０４に供給される。ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２ｂの動作は、例えば、制御装置１１０によって制御される。制御装置１１０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１１２ｂの動作を制御することにより、ソーラー充電システム１１２による補機バッテリ１０４の充電を開始したり、停止したりすることができる。

車両１００がソーラー充電システム１１２を備える場合でも、処理回路１８は、図２、５（又は図２、７）に示す一連の処理を実行することによって、補機バッテリ１０４の充電率を正しく推定することができる。即ち、処理回路１８は、メインバッテリ１０２による補機バッテリ１０４の充電に代えて、ソーラー充電システム１１２による補機バッテリ１０４の充電が行われた場合にも、図２のステップＳ１２でＹＥＳとして、ステップＳ１４及びステップＳ１６の推定処理を中止すればよい。そして、ソーラー充電システム１１２による補機バッテリ１０４の充電が終了し（図５のステップＳ２２でＮＯ）、所定の条件が満たされたときに（ステップ３２でＹＥＳ）、図２のステップＳ１４の処理に復帰すればよい。このように、図２、５に示す一連の処理において、補機バッテリ１０４の充電は、メインバッテリ１０２だけでなく、車両１００に搭載されたソーラー充電システム１１２によっても実施される。ソーラー充電システム１１２による充電においても、車両１００の駐車時における補機バッテリ１０４の充電電流は十分に小さいため、当該充電電流が補機バッテリ１０４に与える影響を実質的に無視することができる。

図８に示すように、実施例の車両１００は、充電ポート１１４をさらに備えてもよい。この場合、車両１００は、ソーラー充電システム１１２を必ずしも備える必要はなく、充電ポート１１４のみを備えてもよい。充電ポート１１４は、外部電源１１６を補機バッテリ１０４に電気的に接続するための部品である。充電ポート１１４は、車両１００の任意の位置に配置され、補機バッテリ１０４と電気的に接続されているとともに、外部電源１１６と着脱可能に構成されている。外部電源１１６が充電ポート１１４に電気的に接続されることで、外部電源１１６による補機バッテリ１０４の充電が開始され、充電ポート１１４から外部電源１１６が取り外されると、外部電源１１６による補機バッテリ１０４の充電が停止される。なお、特に限定されないが、外部電源１１６の定格電圧と、補機バッテリ１０４の定格電圧とが異なる場合には、充電ポート１１４と補機バッテリ１０４との間に、ＤＣ－ＤＣコンバータがさらに設けられてもよい。また、外部電源１１６は、直流電源に限られず、交流電源であってもよい。この場合、充電ポート１１４と補機バッテリ１０４との間に、ＡＣ－ＤＣコンバータがさらに設けられてもよい。

車両１００が充電ポート１１４を備える場合でも、処理回路１８は、図２、５（又は図２、７）に示す一連の処理を実行することによって、補機バッテリ１０４の充電率を正しく推定することができる。即ち、処理回路１８は、外部電源１１６による補機バッテリ１０４の充電が行われた場合にも、図２のステップＳ１２でＹＥＳとして、ステップＳ１４及びステップＳ１６の推定処理を中止すればよい。そして、外部電源１１６による補機バッテリ１０４の充電が終了し（図５のステップＳ２２でＮＯ）、所定の条件が満たされたときに（ステップ３２でＹＥＳ）、図２のステップＳ１４の処理に復帰すればよい。このように、図２、５に示す一連の処理において、補機バッテリ１０４の充電は、メインバッテリ１０２及びソーラー充電システム１１２だけでなく、外部電源１１６によっても実施される。外部電源１１６による充電においても、車両１００の駐車時における補機バッテリ１０４の充電電流が十分に小さいときは、当該充電電流が補機バッテリ１０４に与える影響を実質的に無視することができる。

本実施例における車両１００は、例えば、ハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車、ソーラーカー等である。但し、他の実施形態として、車両１００は、エンジン車であってよい。この場合、車両１００は、オルタネータといったエンジンの動力により発電を実施する発電機をさらに備えてよい。発電機は、補機バッテリ１０４や補機１０６に電気的に接続されており、エンジンの動力によって発電した電力を、補機バッテリ１０４や補機１０６に供給するように構成されていてよい。

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。

１０ ：推定装置
１２ ：電圧センサ
１４ ：電流センサ
１６ ：温度センサ
１８ ：処理回路
１００ ：車両
１０２ ：メインバッテリ
１０４ ：補機バッテリ
１０６ ：補機
１０８ ：ＤＣ－ＤＣコンバータ
１１０ ：制御装置
１１２ ：ソーラー充電システム
１１２ａ ：ソーラーパネル
１１２ｂ ：ＤＣ－ＤＣコンバータ
１１４ ：充電ポート
１１６ ：外部電源

Claims (11)

1. 車両に搭載される補機に電力を供給するバッテリの充電率を推定する推定装置であって、
   前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、
   前記バッテリの温度を検出する温度センサと、
   前記電圧センサ及び前記温度センサに接続されており、前記バッテリの前記充電率を推定する推定処理を実行する処理回路と、
   を備え、
   前記推定処理は、前記車両の駐車中に実行され、前記電圧センサによって検出される検出電圧と、前記温度センサによって検出される検出温度とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する、
   推定装置。
2. 前記推定処理は、前記検出温度に応じて前記検出電圧と前記充電率との関係を決定し、決定した前記関係と前記検出電圧とを用いて前記充電率を推定する、請求項１に記載の推定装置。
3. 前記処理回路は、前記車両の駐車中に前記バッテリの充電が開始されたときは、前記推定処理を中止する、請求項１又は２に記載の推定装置。
4. 前記処理回路は、前記バッテリの前記充電が終了した後、所定の条件が満たされたときに、前記推定処理を再開する、請求項３に記載の推定装置。
5. 前記処理回路は、前記所定の条件として、前記充電後に前記バッテリから放電された放電量が、前記充電中に前記バッテリに充電された充電量に達したときに、前記推定処理を再開する、請求項４に記載の推定装置。
6. 前記処理回路は、前記充電の開始時点において前記検出電圧及び前記検出温度を記憶するとともに、前記所定の条件として、前記充電の終了後における前記検出電圧及び前記検出温度から推定される充電率が、前記充電の開始時点における前記検出電圧及び前記検出温度から推定される充電率まで低下したときに、前記推定処理を再開する、請求項４に記載の推定装置。
7. 前記処理回路は、前記推定処理を中止している間、前記充電の開始時点における前記充電率と、前記充電中に前記バッテリに充電された充電量と、前記充電後に前記バッテリから放電された放電量とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する、請求項３から６のいずれか一項に記載の推定装置。
8. 前記処理回路は、前記推定処理を中止している間、前記充電の開始時点における前記充電率と、前記充電中に前記バッテリに充電された充電量と、前記充電後の経過時間から推定される前記バッテリの放電量とに基づいて、前記バッテリの前記充電率を推定する、請求項３から６のいずれか一項に記載の推定装置。
9. 前記バッテリの前記充電では、前記バッテリの前記検出温度が低いときほど、前記バッテリへの充電電流が制限される、請求項３から８のいずれか一項に記載の推定装置。
10. 前記バッテリの前記充電は、前記車両に搭載されたソーラー充電システムによって実施される、請求項３から９のいずれか一項に記載の推定装置。
11. 前記バッテリの前記充電は、前記車両に接続された外部電源によって実施される、請求項３から１０のいずれか一項に記載の推定装置。
    

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