特許 5971344 充電状態演算装置及び充電状態演算方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971344

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】充電状態演算装置及び充電状態演算方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 X

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-536929(P2014-536929)

(86)(22)【出願日】2013年9月20日

(86)【国際出願番号】JP2013075448

(87)【国際公開番号】WO2014046232

(87)【国際公開日】20140327

【審査請求日】2014年10月31日

(31)【優先権主張番号】特願2012-208154(P2012-208154)

(32)【優先日】2012年9月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】曽我 力

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 敦史

【審査官】 吉村 伊佐雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５７２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３３７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３５１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０５８７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５２１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ１９／００−１９／３２

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２

７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリの電圧又は電流の少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値から、前記バッテリの充電状態を演算する充電状態演算手段と、
前記検出手段を用いて、前記バッテリの満充電を検出する満充電検出手段と、
前記満充電検出手段により前記バッテリの満充電を検出した時に、前記充電状態演算手段により演算された前記充電状態が１００パーセントの充電状態になるための補正値を演算する補正値演算手段と、
前記充電状態演算手段により演算された充電状態を前記補正値で補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記充電状態を表示する表示手段とを備え、
前記補正値演算手段は、前記満充電検出手段により前記バッテリの満充電を検出した時にのみ前記補正値を更新し、当該更新した補正値を次回前記満充電検出手段により前記バッテリの満充電を検出するまで保持する
ことを特徴とする充電状態演算装置。

【請求項2】

満充電時の充電状態を予測する充電状態予測手段をさらに備え、
前記補正値演算手段は、
前記充電状態予測手段により予測された前記充電状態、及び、前記満充電検出手段により前記バッテリの満充電を検出した時に、前記充電状態演算手段により演算された前記充電状態に基づいて、前記補正値を演算する
ことを特徴とする請求項１記載の充電状態演算装置。

【請求項3】

前記充電状態予測手段は、
充電器の種類に応じて前記満充電時の前記充電状態を予測する
ことを特徴とする請求項２記載の充電状態演算装置。

【請求項4】

前記充電状態予測手段は、
前記バッテリの劣化度又は前記バッテリの温度の少なくともいずれか一方と、前記満充電時の前記充電状態の予測値との関係を示すマップを有している
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の充電状態演算装置。

【請求項5】

前記満充電検出手段は、
前記バッテリの電圧、前記バッテリの電流、又は、前記バッテリの充電電力に基づいて前記満充電を検出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の充電状態演算装置。

【請求項6】

バッテリの電圧又は電流の少なくともいずれか一方を検出し、
前記電流又は前記電流の検出値から前記バッテリの充電状態を演算し、
前記バッテリの満充電を検出し、
前記バッテリの満充電を検出した時に、前記演算された充電状態が１００パーセントの充電状態になるための補正値を演算し、
前記バッテリの満充電を検出した時にのみ前記補正値を更新しつつ、当該更新した補正値を次回前記バッテリの満充電を検出するまで保持し、
前記演算された充電状態を前記補正値で補正し、
前記補正された前記充電状態を、表示手段に表示する
ことを特徴とする充電状態演算方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充電状態演算装置及び充電状態演算方法に関するものである。

【0002】

本出願は、２０１２年９月２１日に出願された日本国特許出願の特願２０１２―２０８１５４号に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。

【背景技術】

【0003】

電池に蓄電される電池容量と電池の端子電圧との関係を示すマップを用いて、端子電圧から現時点において充電される電池容量（ＳＯＣ）を特定し、特定された当該電池容量を表示部に表示するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−９１８７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、予め記録した端子電圧と電池容量との関係は、電池の劣化等により変化するため、当該マップのみを利用してバッテリの状態を演算した場合には、演算値に誤差が大きくなり、大きな誤差を含んだ、バッテリの充電状態をディスプレイ等に表示した場合には、ユーザに違和感を与えてしまうという問題があった。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、バッテリの充電状態をディスプレイ等に表示する際、ユーザに違和感を与えないよう、充電状態を演算する充電状態演算装置及び充電状態演算方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、バッテリの満充電を検出した時に演算された充電状態が１００パーセントの充電状態になるための補正値を演算し、当該補正値で補正された充電状態を、表示部に表示させる。また、補正値はバッテリの満充電を検出した時にのみ更新し、この更新した補正値を次回バッテリの満充電を検出するまで保持する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、劣化等により満充電時の充電状態に誤差が生じた場合に、補正値により誤差を補正した上で、補正後の充電状態が表示部に表示されるため、ユーザに違和感を与えることを防止することができる。更に、補正値を満充電状態を検出した時にのみ更新し、更新した補正値を次回満充電を検出するまで保持することにより、表示部に表示される補正後の充電状態の大きな変化を抑制し、ユーザに違和感を与えることを防止することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る充電状態演算システムのブロック図である。

【図2】図１のバッテリを充電中の、（ａ）電圧特性および（ｂ）電流特性を示すグラフである。

【図3】図１のバッテリコントローラのブロック図である。

【図4】図１の満充電ＳＯＣ予測部で記録されているマップの概要図である。

【図5】図１のバッテリのＳＯＣの特性であって、（ａ）は絶対ＳＯＣの特性を、（ｂ）は相対ＳＯＣの特性を示すグラフである。

【図6】図１のバッテリのＳＯＣの特性であって、（ａ）は絶対ＳＯＣの特性を、（ｂ）は相対ＳＯＣの特性を示すグラフである。

【図7】図１の車両制御コントローラおよびバッテリコントローラの制御手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0011】

図１は、本発明の実施形態に係る充電状態演算システムのブロック図である。本例の充電状態演算装置は、車両等に搭載され、車両内のバッテリの充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を演算し、表示部に表示させる装置である。充電状態演算装置は、図１に示す充電状態演算システムに含まれている。

【0012】

本例の充電状態演算システムは、充電器１０と、バッテリ２０と、センサ３１〜３３と、表示部４０と、車両制御コントローラ５０と、バッテリコントローラ６０とを備えている。

【0013】

充電器１０は、バッテリ２０を充電する充電器であり、車両の外部に設けられている。充電器１０は、車両制御コントローラ５０の制御に基づいて、交流電源（図示しない）から入力される電力をバッテリ２０の充電に適した電力に変換して、バッテリ２０に出力する充電回路である。充電器１０は、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びコントローラ等を有している。充電器１０は、ケーブル等によりバッテリ２０に接続される。

【0014】

バッテリ２０は、リチウムイオン電池等の二次電池（以下、セルとも称す。）を複数接続することで構成される電池であって、車両の動力源である。バッテリ２０は、インバータ（図示しない）を介して、モータ（図示しない）に接続されている。バッテリ２０は、当該モータの回生により充電され、また車両外の充電器１０により充電される。

【0015】

電圧センサ３１はバッテリ２０の端子電圧を検出するセンサであり、バッテリ２０に接続されている。また、電圧センサ３１は、バッテリ３１を構成する各電池の端子電圧を検出する場合には、複数のそれぞれの電池の端子間に接続されている。電圧センサ３１の検出電圧はバッテリコントローラ５０に送信される。

【0016】

電流センサ３２は、バッテリ２０の電流を検出するセンサであり、バッテリ２０に接続されている。電流センサ３２の検出電流はバッテリコントローラ５０に送信される。

【0017】

温度センサ３３は、バッテリの２０の温度を検出するセンサであり、バッテリ２０のケース等に設けられている。温度センサ３３の検出温度はバッテリコントローラ５０に送信される。

【0018】

表示部４０は、車室内に設けられ、バッテリコントローラ６０で管理されている、バッテリ２０のＳＯＣ、バッテリ２０の充電時間等を表示するディスプレイである。表示部４０は、車両制御コントローラ５０により、制御される。なお、表示部４０による表示はバッテリ２０のＳＯＣを数値で表示してもよいし、セグメント表示してもよく、表示形態は限定されない。また、表示部４０に表示されるＳＯＣは後述する相対ＳＯＣ演算部６７で算出された相対ＳＯＣが表示される。

【0019】

車両制御コントローラ５０は、車両全体を制御するコントローラであって、受電器１０及び表示部４０等を制御する。また、車両制御コントローラ５０は、ケーブル等により充電器１０とバッテリ２０との間が接続されると、充電器１０の充電種類を確認した上で、充電器１０を制御して、バッテリ２０を充電させる。バッテリ２０の充電中、バッテリ２０の状態は、後述するバッテリコントローラ６０により管理されている。車両制御コントローラ５０はバッテリコントローラ６０と信号の送受信を行うことで、バッテリ２０の状態を管理しつつ、バッテリ２０の状態に応じて、バッテリ２０の充電電力を制御する指令電力を充電器１０に送信する。これにより、車両制御コントローラ５０は、充電器１０を制御することで、バッテリ２０の充電制御を行う。

【0020】

バッテリコントローラ６０は、ＳＯＣ演算部６１、劣化度演算部６２、満充電検出部６３、満充電ＳＯＣ予測部６４、補正値演算部６５、満充電ＳＯＣ補正部６６、及び、相対ＳＯＣ演算部６７を有し、バッテリ２０を制御するコントローラである。なお、本例において、車両制御コントローラ５０及びバッテリコントローラ６０は別々のコントローラで構成されているが、一つのコントローラで構成されてもよい。

【0021】

ＳＯＣ演算部６１は、電圧センサ３１又は電圧センサ３２の少なくともいずれか一方の検出値から、バッテリ２０のＳＯＣを演算する。

【0022】

劣化度演算部６２は、電圧センサ３１の検出電圧及び電流センサ３２の検出電流から、バッテリ２０の内部抵抗を演算することで、バッテリ２０の劣化度を演算する。バッテリ２０の内部抵抗は、バッテリ２０の劣化により変化する。バッテリコントローラ６０には、初期状態のバッテリ２０の内部抵抗、満充電時の電池容量等を示す値が予め記録されている。そのため、劣化度演算部６２は、演算したバッテリ２０の内部抵抗と、初期状態のバッテリ２０の内部抵抗とを比較することで、バッテリ２０の劣化度を演算することができる。

【0023】

内部抵抗の演算方法は、例えば、バッテリ２０の開放電圧と、電圧センサ３１及び電流センサ３２の検出値から演算してもよく、あるいは、電圧センサ３１及び電流センサ３２の検出値からバッテリ２０の電流変化に対する電圧変化の特性（以下、ＩＶ特性と記載）を導出することで演算してもよい。また、バッテリ２０の劣化度を演算する方法は、内部抵抗の比較以外の他の方法であってもよい。さらに、劣化度を演算する際に、温度センサ３３の検出値を用いてもよい。

【0024】

満充電検出部６３は、バッテリが満充電の状態に達したことを検出する制御部であって、電圧センサ３１又は電流センサ３２の少なくともいずれか一方の検出値を用いて、検出する。

【0025】

満充電ＳＯＣ予測部６４は、バッテリ２０が満充電の状態にあると検出された場合のＳＯＣを予測する。満充電検出部６３が、バッテリ２０の充電電流又は充電電圧に基づき、バッテリ２０の満充電を検出した時のバッテリ２０のＳＯＣは、バッテリ２０の劣化度、バッテリの温度、又は、充電器１０から出力される出力電力等により異なる。そのため、満充電ＳＯＣ予測部６４は、バッテリ２０が満充電の状態にあると検出された時に、バッテリ２０に充電されているＳＯＣを、満充電ＳＯＣ予測値として予測する。

【0026】

補正値演算部６５は、満充電検出部６３によりバッテリ２０の満充電を検出した際に、ＳＯＣ演算部６１により演算されたＳＯＣを、１００パーセントに補正する補正値を演算する。満充電検出部６３がバッテリ２０の満充電を検出した時に、ＳＯＣ演算部６１で演算されたＳＯＣ演算値は、バッテリ２０の劣化により、変化する。そのため、ＳＯＣ演算部６１のＳＯＣ演算値を、表示部４０にそのまま表示した場合には、バッテリ２０が満充電であると検出されたにもかからず、ＳＯＣは１００パーセントして表示されず、また、表示したＳＯＣはセンサの誤差、バッテリ２０の劣化等により変化する。

【0027】

そのため、本例では、ＳＯＣ演算値が変化する状態において、満充電検出部６３により満充電が検出された時の表示部４０への表示を１００パーセントとするために、補正値演算部６５は、補正値を演算する。

【0028】

満充電ＳＯＣ補正部６６は、補正値演算部６５で演算された補正値を用いて、満充電ＳＯＣ予測部６４で予測されたＳＯＣ予測値を補正することで、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。

【0029】

相対ＳＯＣ演算部６７は、満充電ＳＯＣ補正部６６により補正された、補正後の満充電ＳＯＣ予測値と、ＳＯＣ演算部６１のＳＯＣ演算値との比を演算することで、当該ＳＯＣ演算値を補正した値に相当する相対ＳＯＣを演算する。相対ＳＯＣは、表示部４０に表示されるＳＯＣである。

【0030】

ここで、相対ＳＯＣに関して説明する。バッテリは一般的に、バッテリ温度が低い場合には内部抵抗が大きくなり、化学的な満充電状態（絶対ＳＯＣが１００パーセント）未満の充電状態で、充電することが困難となる。この、これ以上充電することが困難となった状態（その時点のバッテリの状態における満充電状態）の充電率を１００パーセントとした場合の、相対的な充電率を相対ＳＯＣ（Relative ＳＯＣ：相対的ＳＯＣ）と言う。

【0031】

対して、前述した化学的な満充電状態を１００パーセントとした場合の充電率を絶対ＳＯＣ（Absolute ＳＯＣ：絶対的ＳＯＣ）と言う。例えばバッテリ温度が低いほどバッテリの内部抵抗は上昇し、相対ＳＯＣが１００パーセントとなる時点での、絶対ＳＯＣは低くなる。

【0032】

上記の通り、相対ＳＯＣはその時点のバッテリの状態における満充電状態の充電率を１００パーセントとした充電率である。従って相対ＳＯＣは、現在の絶対ＳＯＣ（ＳＯＣ演算部６１のＳＯＣ演算値）を、その時点のバッテリの状態における満充電時の絶対ＳＯＣ（満充電ＳＯＣ予測値）で除算することによって算出される。

【0033】

なお、上述したＳＯＣ演算部６１で算出されるＳＯＣ演算値、満充電ＳＯＣ予測部６４及び満充電ＳＯＣ補正部６６で算出される満充電ＳＯＣ予測値はいずれも絶対ＳＯＣであり、相対ＳＯＣ演算部６７で算出されるＳＯＣのみが相対ＳＯＣとなる。以下では、絶対ＳＯＣを絶対ＳＯＣもしくは単にＳＯＣと記載し、相対ＳＯＣを相対ＳＯＣと記載する。

【0034】

次に、車両制御コントローラ５０及びバッテリコントローラ６０の制御について説明する。まず、バッテリ２０を目標充電率まで充電する際の充電制御について説明する。

【0035】

車両制御コントローラ５０は、充電器１０とバッテリ２０との接続を確認すると、充電器１０の種類を示す信号を充電器１０から受信することで、充電器１０の種類を識別する。充電器１０の種類は、例えば、普通充電（ＮＣ）と急速充電（ＱＣ）であり、充電器１０の出力により区別される。

【0036】

車両制御コントローラ５０は、バッテリコントローラ６０を制御し、バッテリ２０の状態を確認し、充電する際の目標充電率を設定する。目標充電率は、ユーザ等の操作により設定される。そして、車両制御コントローラ５０は、バッテリ２０の充電に適した指令値を充電器１０に送信し、充電を開始する。

【0037】

図２を用いて、バッテリ２０の充電制御を説明する。図２は、バッテリ２０を満充電まで充電する際の、電圧特性及び電流特性を示すグラフである。バッテリ１０は、まず定電流制御で充電され、バッテリ１０の電圧が所定の電圧閾値（Ｖｃ）まで達すると、定電圧制御で充電される。電圧閾値（Ｖｃ）は、定電流制御から定電圧制御に切り替わる電圧を示しており、バッテリ２０の性能に応じて、予め設定されている電圧値である。なお、図２に示す、バッテリ２０の電圧、電流特性は、充電器１０の種類に応じて変わる。

【0038】

車両制御コントローラ５０は、充電開始時に、バッテリ２０のＳＯＣを確認し、バッテリ２０のＳＯＣが電圧閾値（Ｖｃ）より低い場合には、定電流制御の指令値を充電器１０に送信する。充電器１０は当該指令値に基づいて、定電流制御で充電を開始する。

【0039】

バッテリ２０の電圧は、充電経過と共に上昇する。バッテリコントローラ６０は、電圧センサ３１の検出電圧により、バッテリ２０の電圧を管理している。バッテリコントローラ６０で管理している電圧は、バッテリ２０の充電中、車両制御コントローラ５０に送信されている。バッテリ２０の電圧が電圧閾値（Ｖｃ）に達すると、車両制御コントローラ５０は、定電圧制御に遷る指令値を充電器１０に送信する。充電器１０は、当該指令値に基づいて、定電流制御から定電圧制御に遷る。これにより、バッテリ２０の充電率が上昇するに伴ってバッテリ２０の電圧が上昇し、充電電圧に近づくにつれて充電電流が減少する。

【0040】

バッテリコントローラ６０には、充電の終了を判断するための電流閾値が、充電開始時に設定された目標充電率に応じて、設定されている。上述の通り充電時の充電電流は、バッテリの充電率が高くなるほど減少するため、目標充電率が高いほど低い電流閾値が設定されている。バッテリコントローラ６０は、定電圧制御の充電中、電流センサ３２の検出電流により、バッテリ２０の電流を管理している。そして、バッテリ２０の電流が、目標充電率に応じて設定された電流閾値以下に達すると、バッテリコントローラ６０は、充電が終了したと判断し、その旨を示す信号を車両制御コントローラ５０に送信する。車両制御コントローラ５０は、当該信号に基づき、充電器１０に対して、バッテリ２０の充電を終了させる信号を充電器１０に送信する。充電器１０は、出力をゼロにして、充電を終了する。

【0041】

また、目標充電率がバッテリ２０の満充電に相当する充電率に設定された場合には、バッテリコントローラ６０は、満充電検出部６３による検出により、充電の終了を判断する。満充電検出部６３には、上記の目標充電率に応じて設定された電流閾値と同様に、満充電時の電流閾値（Ｉ_Ｍ）が予め設定されている。そして、満充電検出部６３は、電流センサ３２の検出電流と電流閾値（Ｉ_Ｍ）とを比較し、検出電流が電流閾値（Ｉ_Ｍ）以下に達した場合には、バッテリ２０が満充電に達したと判定する。これにより、満充電検出部６３は満充電を検出する。

【0042】

ＳＯＣ演算部６１は、上記のバッテリ１０の充電制御中に、電流センサ３２の検出電流を積算することで、バッテリ２０のＳＯＣを演算している。

【0043】

次に、バッテリ２０のＳＯＣの演算制御について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、ＳＯＣの演算制御のフローを説明するための図であり、バッテリコントローラ６０のブロック図である。図４は、満充電ＳＯＣ予測部６４に記録されているマップの概要図である。

【0044】

満充電状態検出部６３により、満充電を検出した時に、ＳＯＣ演算部６１で演算されたＳＯＣ（絶対ＳＯＣ）は、センサの誤差又はバッテリ２０の劣化度等により変わる。また、満充電に達した時のＳＯＣ（絶対ＳＯＣ）は、バッテリ温度又は充電器１０の種類でも変化する。従って、センサの誤差又はバッテリ２０の劣化度、バッテリ温度や充電器１０の種類等によって変化する満充電時のＳＯＣに対する現在のＳＯＣの相対的な比率、すなわち表示部４０に表示される相対ＳＯＣは、満充電時のＳＯＣに応じて変化させる必要が有る。そのため、本例は、表示部４０に表示する相対ＳＯＣを、以下の制御で補正している。

【0045】

満充電ＳＯＣ予測部６４には、図４に示すマップが記録されており、満充電ＳＯＣ予測部６４は、当該マップを用いて、満充電ＳＯＣ予測値を演算する。満充電ＳＯＣ予測値は、バッテリ３０が満充電の状態になった時のＳＯＣの予測値を示している。満充電ＳＯＣ予測部６４には、バッテリ２０の温度、バッテリ２０の劣化度及び充電の種類に対する満充電時のＳＯＣ予測値の関係を示すマップが、予め設定記録されている。

【0046】

バッテリ２０の劣化の進み具合は、個々のバッテリ２０により異なる。そのため、満充電検出部６３により満充電が検出されたときに、実際にバッテリ２０に充電された電池容量に基づくＳＯＣも、個々のバッテリ２０により異なる。満充電ＳＯＣ予測値６４は、マップにより、満充電時に達するＳＯＣを一義的に演算しているため、演算結果であるＳＯＣは、予測値にすぎない。

【0047】

満充電ＳＯＣ予測値について、電池温度が低いほど、満充電ＳＯＣ予測値は低くなり、バッテリ２０の劣化度が高いほど（劣化度が進んでいるほど）、満充電ＳＯＣ予測値は低くなる。また、急速充電時の満充電ＳＯＣ予測値は、普通充電と比較して低い。

【0048】

充電器１０がバッテリ２０に接続され、車両制御コントローラ５０が充電器の種類を判定し、判定結果をバッテリコントローラ６０に送信する。満充電ＳＯＣ予測部６４は、当該判定結果に基づき、急速充電用のマップと、普通充電用のマップのいずれか一方のマップを選択する。そして、満充電ＳＯＣ予測部６４は、選択したマップを参照して、劣化度演算部６２で演算された劣化度及び温度センサ３３の検出温度と対応するＳＯＣ予測値を満充電ＳＯＣ予測値として演算する。満充電ＳＯＣ予測値は、補正値演算部６５及び満充電ＳＯＣ補正部６６に送信される。

【0049】

満充電検出部６３は、満充電を検出すると、満充電に達したことを示す信号を補正値演算部６５に送信する。ＳＯＣ演算部６１は、演算したＳＯＣ演算値を、補正値演算部６５と相対ＳＯＣ演算部６７に送信する。

【0050】

補正値演算部６５は、満充電検出部６３の信号により、バッテリ２０の満充電を検出した時に、ＳＯＣ演算部６１で演算された演算値を、満充電時のＳＯＣ演算値として取得する。そして、補正値演算部６５は、満充電時のＳＯＣ演算値から、満充電ＳＯＣ予測値を除算することで、補正値を演算する。なお、補正値演算部６５は図示しないメモリを備え、算出した補正値はメモリに上書きして保持される。すなわち、バッテリ２０の満充電が検出される度にメモリに補正値が上書き更新され、更新された補正値は次回バッテリ２０の満充電が検出されるまで保持される。

【0051】

補正値演算部６５で演算された補正値は、満充電時ＳＯＣ予測値と、満充電時のＳＯＣ演算値と誤差を補正するための補正係数である。バッテリ２０の劣化に対して、満充電時のＳＯＣの特性が、図４のマップで示される特性と同様に推移すれば、ＳＯＣ予測値と、ＳＯＣ演算値は同一値になる。しかしながら、実際には、製造段階のバッテリ２０のばらつき、バッテリ２０の劣化度の進行具合のばらつき、センサの検出誤差等により、マップ上で演算された満充電時ＳＯＣ予測値と、センサの検出値に基づく満充電時のＳＯＣ演算値との間には、誤差が生じる。さらに、当該誤差は、充電サイクル毎に同じにはならない。

【0052】

そのため、補正値演算部６５は、上記の誤差を補正するために、満充電検出時に、補正値を演算している。補正値演算部６５は、演算した補正値を、満充電ＳＯＣ補正部６６に送信する。

【0053】

満充電ＳＯＣ補正部６６は、満充電ＳＯＣ予測部６４で演算された満充電時ＳＯＣ予測値に、補正値を乗算することで、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。補正後の満充電ＳＯＣ予測値は、マップにより演算された満充電時ＳＯＣ予測値を、満充電検出時のＳＯＣ演算値に合わせるように補正した値である。言い換えると、補正後の満充電ＳＯＣ予測値は、満充電時ＳＯＣ予測値から、満充電時ＳＯＣ予測値と補正前の満充電時ＳＯＣ演算値との間の誤差の分を差し引いた値となる。

【0054】

相対ＳＯＣ演算部６７は、ＳＯＣ演算部６１のＳＯＣ演算値を、補正後の満充電ＳＯＣ予測値で除算する（（ＳＯＣ演算値）／（補正後の満充電ＳＯＣ予測値）×１００）ことで、相対ＳＯＣ（％）を演算する。相対ＳＯＣは、表示部４０で表示されるＳＯＣである。そして、ユーザは、相対ＳＯＣが１００パーセントに達したことを確認することで、バッテリの充電が満充電に達したことを認識することになる。

【0055】

上記のとおり、補正後の満充電ＳＯＣ予測値は、マップ上で予測された満充電時に到達するＳＯＣ（補正前の満充電時のＳＯＣ予測値）を、満充電検出時に、実際に演算されたＳＯＣ演算値に合わせるよう補正することで、表示部４０で１００パーセントとして表示させるための、実際の満充電時のＳＯＣ（補正後の満充電時ＳＯＣ予測値）を演算している。

【0056】

ここで、表示部４０のＳＯＣ表示（相対ＳＯＣの表示）では、ユーザに対して満充電を認識させるために、ＳＯＣ（１００％）として表示させることが好ましい。一方、バッテリ２０の満充電の検出は、センサの値を用いて行っているため、センサの検出誤差等に起因して制御上、満充電を検出した際には、バッテリのＳＯＣは、１００パーセントにはなっていない可能性がある。そのため、補正値演算部６５で補正値を演算し、満充電ＳＯＣ補正部６６で、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算することで、表示部４０のＳＯＣ表示（１００％表示）と、実際のバッテリ２０の満充電時のＳＯＣ（満充電の検出時に、ＳＯＣ演算部６１で実際に演算されたＳＯＣ演算値）とを合わせている。そして、相対ＳＯＣが、当該実際の満充電時のＳＯＣに対するＳＯＣ演算値の比で演算されることで、表示部４０のＳＯＣ表示が満充電で１００パーセントになる。

【0057】

満充電検出時以外のバッテリ２０のＳＯＣの演算制御について説明する。ここで、満充電検出時以外には、充電器１０による充電中に限らず、車両走行中のモータ（図示しない）の回生による充電中、及び、バッテリ２０を動力源として車両が走行している時が含まれる。

【0058】

ＳＯＣ演算部６１は、電流センサ３２の検出値に基づいて、所定の周期で、ＳＯＣ演算値を演算する。相対ＳＯＣ演算部６７は、直前の満充電検出時に演算された、補正後の満充電時ＳＯＣ予測値と、ＳＯＣ演算値６１で演算されたＳＯＣ演算値との比を演算することで、相対ＳＯＣを演算する。演算された相対ＳＯＣは、車両制御コントローラ５０の制御により、表示部４０に表示される。

【0059】

なお、満充電ＳＯＣ予測部６４によるマップの選択は、前回の満充電の検出時に選択したマップと同じマップを選択する。

【0060】

次に、図５を用いて、図３で演算された各値の特性について説明する。図５は、ＳＯＣ演算値、補正前の満充電ＳＯＣ予測値、補正後の満充電ＳＯＣ予測値及び相対ＳＯＣの特性を示すグラフである。図５において、絶対ＳＯＣはバッテリコントローラ６０で制御用に演算されたＳＯＣを示し、相対ＳＯＣは表示部４０で表示されるＳＯＣを示す。なお、図５の例では、バッテリ２０は、普通充電の充電器１０で充電されたとする。また、図５の充電を開始する段階で、補正値（０．９８）が演算されていたとする。また、説明を容易にするため、バッテリ２０の劣化度及び温度は一定とする。

【0061】

時刻（ｔ_０）で、普通充電の充電器１０が接続され、充電が開始する。満充電ＳＯＣ予測部６２は、普通充電用のマップを選択し、バッテリ２０の劣化度及び温度に基づき、補正前の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。補正前の満充電ＳＯＣ予測値は、マップ上の値であり、バッテリ２０の劣化度及び温度を一定にしているため、一定値で表される（グラフａ参照）。そして、満充電ＳＯＣ補正部６６は、補正前の満充電ＳＯＣ予測値に補正値（０．９８）を乗算することで、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算する（グラフｂ参照）。ＳＯＣ演算値は、時刻（ｔ_０）以降、バッテリ２０の充電と共に、上昇する。

【0062】

時刻（ｔ_１）で、バッテリ２０の充電電流が電流閾値（Ｉ_Ｍ）に達したため、満充電検出部６３は、満充電を検出する。満充電検出時のＳＯＣ演算値は、補正後の満充電ＳＯＣ予測値に対して、Δｘ分ずれている。また、ＳＯＣ演算値が補正後の満充電ＳＯＣ予測値に達する前に、満充電が検出されたため、相対ＳＯＣは、ＳＯＣ（１００％）に対して、Δｙ分ずれている。

【0063】

そのため、表示部４０における相対ＳＯＣの誤差（Δｙ）を修正し、満充電検出時（満充電の充電終了時）の表示部４０のＳＯＣ表示を１００％にするために、誤差（Δｘ）を補正する。補正値演算部６５は、時刻ｔ_１の時点で、ＳＯＣ演算値と補正前の満充電ＳＯＣ予測値との比を取ることで、補正値（０．９５）を演算する。

【0064】

そして、満充電ＳＯＣ補正部６６は、補正前の満充電ＳＯＣ予測値に補正値（０．９５）を乗算することで、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。時刻（ｔ_０）と比較して、補正する幅が大きくなっているが、時刻ｔ_１において、補正値が更新（０．９８から０．９５に更新）された上で、補正前の満充電ＳＯＣ予測値が補正されている。ゆえに、相対ＳＯＣの誤差（Δｙ）分が補正され、表示部４０の表示は１００％になる。

【0065】

満充電の検出時に演算された補正値は、図示しないメモリに記録することで、保持されている。そして、相対ＳＯＣは、保持された当該補正値に基づいて補正された満充電ＳＯＣ予測値（補正後の満充電ＳＯＣ予測値）と、ＳＯＣ演算値との比で演算される。

【0066】

時刻（ｔ_１）以降、車両１の走行によりＳＯＣ演算値は低くなる。補正後の満充電ＳＯＣ予測値は、補正値が保持されているため、時刻ｔ_１で演算された値で、一定に推移する。相対ＳＯＣは時刻ｔ_１で１００パーセントに補正され、かつ、補正値が保持されているため、時刻ｔ_１以降の相対ＳＯＣは、１００％を始点として、徐々に低下する。

【0067】

時刻（ｔ_２）で、再び、普通充電の充電器１０で充電が開示される。バッテリ２０の充電により、ＳＯＣ演算値は上昇し、相対ＳＯＣも上昇する。

【0068】

そして、時刻（ｔ_３）で、満充電が検出され、時刻（ｔ_１）と同様の演算制御が行われ、補正値が更新される。

【0069】

ここで、充電器１０における充電開始時に、補正値をリセットした場合について説明する。かかる場合には、補正後の満充電ＳＯＣ予測値が、補正前の満充電ＳＯＣ予測値に戻る。そして、相対ＳＯＣの演算式の分母の値が大きくなる分、相対ＳＯＣは下がる。そのため、図５のグラフｄ_０に示すように、充電開始と共に、下がってしまい、表示部４０のＳＯＣ表示が、充電開始の時点で下がることになり、ユーザに違和感を与える。また、この場合には、満充電時である時刻（ｔ_３）における相対ＳＯＣは、充電開始時に下がった分、１００パーセントから乖離する。このため、時刻（ｔ_３）において補正値を算出して、相対ＳＯＣを１００パーセントに補正した場合には、表示部４０のＳＯＣ表示が時刻（ｔ_３）で急に変化することになり、ユーザに違和感を与える。

【0070】

一方、補正値が、充電開始時にリセットされず、保持される場合には、上記のように、表示部４０のＳＯＣ表示が充電開始の時点で下がることが防がれる。また、満充電時点、すなわち時刻（ｔ_３）の時点において表示部４０のＳＯＣ表示が１００パーセントから大きく乖離することがなく、表示部４０のＳＯＣ表示が急に変化することを防止することができる。

【0071】

次に、図６を用いて、図３で演算された各値の特性について説明する。図６は、ＳＯＣ演算値、補正前の満充電ＳＯＣ予測値、補正後の満充電ＳＯＣ予測値及び相対ＳＯＣの特性を示すグラフである。図６は、図５と同様の特性を示しているが、時刻ｔ_２の時点で、急速充電で充電を行っている点が異なる。

【0072】

時刻ｔ_１から時刻ｔ_２の直前までの演算制御は、図５と同様であるため、説明を省略する。時刻（ｔ_２）で、急速充電の充電器１０が接続され、充電が開始する。満充電ＳＯＣ予測部６２は、急速充電用のマップを選択し、バッテリ２０の劣化度及び温度に基づき、補正前の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。図４のマップに示すように、急速充電時の満充電ＳＯＣは、普通充電の満充電ＳＯＣより低い。そのため、時刻ｔ_２で、補正前の満充電ＳＯＣ予測値は、時刻ｔ_２以前の値と比較して、低くなる。また、時刻ｔ_２で補正値は更新されないため、補正後の満充電ＳＯＣ予測値も、時刻ｔ_２以前の値と比較して、低くなる。なお、時刻ｔ_２の時点で補正前の満充電ＳＯＣ予測値が低下したことに伴い、相対ＳＯＣは増大する。

【0073】

そして、ＳＯＣ演算値は、時刻（ｔ_２）以降、バッテリ２０の急速充電と共に、上昇し、相対ＳＯＣも同様に上昇する。時刻（ｔ_３）で、満充電が検出され、時刻（ｔ_１）と同様の演算制御が行われる。この際、急速充電用のマップが用いられる。

【0074】

次に、図７を用いて、車両制御コントローラ５０及びバッテリコントロ−ラ６０の制御フローについて説明する。図７は、車両制御コントローラ５０及びバッテリコントロ−ラ６０の制御手順を示すフローチャートである。なお、図７に示す制御フローは、車両の走行中には、繰り返し行われている。

【0075】

ステップＳ１にて、車両制御コントローラ５０は、普通充電の充電器１０が接続されている否かを判定する。普通充電の充電器１０が接続されている場合には、ステップＳ２にて、満充電ＳＯＣ予測部６４は、普通充電用のマップを選択し、車両制御コントローラ５０は充電を開始し、ステップＳ６に遷る。

【0076】

一方、普通充電の充電器１０が接続されていない場合には、ステップＳ３にて、急速充電の充電器１０が接続されているか否かを判定する。急速充電の充電器１０が接続されている場合には、ステップＳ４にて、満充電ＳＯＣ予測部６４は、急速充電用のマップを選択し、制御コントローラ５０は充電を開始し、ステップＳ６に遷る。

【0077】

普通充電の充電器１０及び急速充電の充電器１０が接続されていない場合には、ステップＳ５にて、満充電ＳＯＣ予測部６４は、前回の満充電の検出時に選択したマップと同じマップを選択し、ステップＳ６に遷る。

【0078】

ステップＳ６にて、電圧センサ３１はバッテリ２０の電圧を検出し、電流センサ３２はバッテリ２０の電流を検出する。ステップＳ７にて、温度センサ３３はバッテリ２０の温度を検出する。ステップＳ８にて、劣化度演算部６２は、ステップＳ６及びステップＳ７のセンサの検出値を用いて、バッテリ２０の劣化度を演算する。

【0079】

ステップＳ９にて、満充電ＳＯＣ予測部６６は、ステップＳ２、Ｓ４又はＳ５で選択されたマップを参照し、ステップＳ７の劣化度及びステップＳ８のバッテリ温度に基づく、補正前の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。

【0080】

ステップＳ１０にて、ＳＯＣ演算部６１は、ステップＳ６の検出値に基づき、バッテリ２０のＳＯＣを演算する。ステップＳ１１で、満充電検出部６３は、ステップＳ６で検出された検出電流と、電流閾値（Ｉ_Ｍ）とを比較し、満充電に達したか否かを検出する。

【0081】

満充電に達していない場合には、ステップＳ１２にて、満充電ＳＯＣ補正部６６は、保持されている補正値と、ステップＳ９で演算された満充電ＳＯＣ予測値（補正前）に基づいて、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。

【0082】

ステップＳ１３にて、相対ＳＯＣ演算部６７は、ステップＳ１０のＳＯＣ演算値と、ステップＳ１２の補正後の満充電ＳＯＣ予測値に基づいて、相対ＳＯＣを演算する。そして、ステップＳ１４にて、車両制御コントローラ５０は、演算された相対ＳＯＣを表示部４０に表示し、ステップＳ６に遷る。

【0083】

ステップＳ１１に戻り、満充電に達したことが検出された場合には、ステップＳ１５にて、補正値演算部６５は、ステップＳ９の補正前の満充電ＳＯＣ予測値とステップＳ１０のＳＯＣ演算値に基づき、補正値を演算する。ステップ１６にて、補正値演算部６５は、演算された補正値を、メモリ（図示しない）に上書きして記録する。すなわち、演算された補正値は、バッテリ２０の満充電を検出した時にのみ更新されつつ、次回のバッテリ２０の満充電を検出するまでは、当該補正値がメモリに記録されることで、保持される。

【0084】

ステップＳ１７にて、満充電ＳＯＣ補正部６６は、ステップＳ１５の補正値と、ステップＳ９で演算された満充電ＳＯＣ予測値（補正前）に基づいて、補正後の満充電ＳＯＣ予測値を演算する。

【0085】

ステップＳ１８にて、相対ＳＯＣ演算部６７は、ステップＳ１０のＳＯＣ演算値と、ステップＳ１７の補正後の満充電ＳＯＣ予測値に基づいて、相対ＳＯＣを演算する。そして、ステップＳ１９にて、車両制御コントローラ５０は、演算された相対ＳＯＣ（１００％）を表示部４０に表示し、本例の制御を終了する。

【0086】

上記のように、本例は、バッテリ２０の満充電を検出した時に、ＳＯＣ演算部６１により演算されたＳＯＣ演算値を、１００パーセントのＳＯＣに補正する補正値を演算し、満充電ＳＯＣ補正部６６及び相対ＳＯＣ演算部３７により、ＳＯＣ演算値を補正値で補正し、補正されたＳＯＣである、相対ＳＯＣを表示部４０に表示させる。これにより、センサの誤差、バッテリ２０の劣化等によるＳＯＣの誤差を補正して、表示部４０に表示させるため、ユーザに対して違和感を与えることを防ぐことができる。

【0087】

また、本例は、バッテリ２０の満充電を検出した時にのみ補正値を更新し、次回バッテリの満充電を検出するまで補正値を保持する。これにより、充電サイクルの度に、補正値を演算することができるため、経時的な劣化等に対応しつつ、精度のよいＳＯＣを演算することができる。また、これにより補正時の相対ＳＯＣの変化を極力抑制し、表示部４０に表示するＳＯＣの変化を抑制することができる。

【0088】

また本例は、満充電ＳＯＣ予測値及び満充電の検出時のＳＯＣ演算値に基づいて、補正値を演算する。これにより、バッテリ２０の劣化、センサの誤差等によるＳＯＣの誤差を補正する補正値を正確に演算することできる。その結果として、表示部４０にＳＯＣを表示した際に、ユーザに対して違和感を与えることを防ぐことができる。

【0089】

また、本例は、充電器１０の種類に応じたマップ（図４のマップ）を有し、当該マップを用いることで、充電器１０の種類に応じた補正値を演算している。これにより、充電の種類により満充電時のＳＯＣが異なる場合に、満充電時のＳＯＣを正確に演算することができる。その結果として、表示部４０にＳＯＣを表示した際に、ユーザに対して違和感を与えることを防ぐことができる。

【0090】

また本例は、バッテリ２０の劣化度又はバッテリ２０の温度のいずれか一方の値と、満充電ＳＯＣ予測値との対応関係を示すマップを有している。これにより、バッテリ２０の劣化度の変化、バッテリ２０の温度変化に対応して、補正値を正確に演算することできる。その結果として、表示部４０にＳＯＣを表示した際に、ユーザに対して違和感を与えることを防ぐことができる。

【0091】

また本例は、バッテリ２０の電流に基づいて、満充電を検出する。これにより、満充電の検出精度を高めることができる。

【0092】

なお、本例は、バッテリコントローラ６０で演算されたＳＯＣを、車両制御コントローラを介して表示部４０に表示したが、例えば、ユーザが所有する携帯端末と、車両制御コントローラ５０との間で通信を行い、当該携帯端末にＳＯＣを表示させてもよい。また、本例は、バッテリコントローラ６０で演算されたＳＯＣを、車両制御コントローラ５０を介して、充電器１０のディスプレイに表示させてもよい。

【0093】

また、表示部４０に表示させるＳＯＣ（相対ＳＯＣ）を演算するために、本例は、満充電ＳＯＣ補正部６６により、補正値演算部６５の補正値を用いて、満充電ＳＯＣ予測値を補正したが、当該補正値を用いて、ＳＯＣ演算部６１のＳＯＣ演算値を補正してもよい。

【0094】

すなわち、満充電ＳＯＣ補正部６６に対応する補正部が、補正値演算部６５の補正値を用いて、ＳＯＣ演算値を補正し、相対ＳＯＣ演算部６７は、補正後のＳＯＣ演算値と、満充電ＳＯＣ予測部６４の満充電ＳＯＣ予測値（補正前）との比をとることで、相対ＳＯＣを演算する。

【0095】

言い換えると、本例は、相対ＳＯＣ演算部６７で、相対ＳＯＣを演算する演算式で、分母部分に相当する満充電時のＳＯＣを補正してもよく、あるいは、分子部分に相当する、バッテリ２０の状態の演算値（ＳＯＣ）を補正してもよい。

【0096】

これにより、満充電ＳＯＣ補正部６６及び相対ＳＯＣ演算部６７を含む補正部は、ＳＯＣ演算部６１のＳＯＣ演算値を、補正値演算部６５の補正値で補正し、表示部４０への表示用のＳＯＣ（相対ＳＯＣ）を演算している。

【0097】

なお、本例において、満充電検出部６３は、バッテリ２０の検出電流から満充電を検出したが、バッテリの２０の検出電圧から満充電を検出してもよい。例えば、電圧センサ３１がバッテリ２０に含まれる複数の電池の各端子電圧を検出する。満充電検出部６３には、満充電に達したことを検出するための電圧閾値が予め設定されており、当該電圧閾値は、バッテリ２０に含まれる電池の端子電圧に対して設定されている。そして、満充電検出部６３は、電圧センサ３１により検出された、複数の電池の各端子電圧を比較して、最も端子電圧が高い電池を特定する。そして、当該最も端子電圧が高い電池の電圧が、電圧閾値に達した場合に、満充電検出部６３は満充電に達したことを検出する。

【0098】

また満充電検出部６３は、電圧センサ３１及び電流センサ３２の検出値からバッテリ２０の充電電力を演算し、充電電力に基づいて満充電を検出してもよい。

【0099】

なお、本例において、ＳＯＣ演算部６１は、電圧センサ３１の検出電圧からバッテリ２０のＳＯＣを演算してもよい。バッテリ２０の電圧とＳＯＣとの間には相関性があるため、ＳＯＣ演算部６１は、当該相関性を示すマップをバッテリコントローラ６０に記録し、当該マップを参照することで、ＳＯＣを演算すればよい。

【0100】

また、本例において、図４に示すマップは、電池温度及び劣化度に対する満充電ＳＯＣ予測値のマップを示したが、電池温度又は劣化度の何れか一方の値と、満充電ＳＯＣ予測値との関係を示すマップでもよい。

【0101】

上記電圧センサ３１又は電流センサ３２が本発明の「検出手段」に相当し、ＳＯＣ演算部６１が本発明の「充電状態演算手段」に、満充電検出部６３が本発明の「満充電検出部」に、満充電ＳＯＣ予測部６４が本発明の「充電状態予測手段」に、補正値演算部６５が本発明の「補正値演算手段」に、満充電ＳＯＣ補正部６６及び相対ＳＯＣ演算部６７が本発明の「補正手段」に、表示部４０が「表示手段」に相当する。

【符号の説明】

【0102】

１０…充電器
２０…バッテリ
３１…電圧センサ
３２…電流センサ
３３…温度センサ
４０…表示部
５０…車両制御コントローラ
６０…バッテリコントローラ
６１…ＳＯＣ演算部
６２…劣化度演算部
６３…満充電検出部
６４…満充電ＳＯＣ予測部
６５…補正値演算部
６６…満充電ＳＯＣ補正部
６７…相対ＳＯＣ演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】