特許 7380440 車両診断システムおよび車両

(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】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】車両診断システムおよび車両

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/00 20190101AFI20231108BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20231108BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

B60L3/00 S

H01M10/48 P

H02J7/00 Y

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020105153

(22)【出願日】2020-06-18

(65)【公開番号】P2021197882

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2022-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗本 泰英

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０２９４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６５４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８５１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３８４９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された蓄電装置を診断する、車両診断システムであって、
表示装置と、
前記蓄電装置の満充電容量の低下度合いを表す劣化指標を算出するとともに、前記表示装置を制御する演算装置とを備え、
前記演算装置は、
所定条件が成立する度に前記蓄電装置の満充電容量を測定し、測定された前記蓄電装置の満充電容量から求められる第１劣化指標の時間変化を表す容量劣化曲線を更新し、
前記表示装置への前記劣化指標の表示要求が発生した場合に、更新された前記容量劣化曲線を参照することで算出される第２劣化指標が前記第１劣化指標と異なったとしても、前記第２劣化指標を表示するように前記表示装置を制御する、車両診断システム。

【請求項2】

前記容量劣化曲線は、予め定められた関係式によって表され、
前記関係式は、前記第１劣化指標および基準時からの経過時間を変数として含むとともに、前記第１劣化指標と前記経過時間との間の関係を規定する複数の係数とを含み、
前記演算装置は、前記所定条件の成立時における前記第１劣化指標と、前記経過時間との回帰分析によって前記複数の係数を決定し、決定した前記複数の係数を含む前記関係式を用いて前記容量劣化曲線を更新する、請求項１に記載の車両診断システム。

【請求項3】

前記車両は、前記車両の外部から供給される電力により前記蓄電装置を充電する外部充電を実施可能に構成され、
前記所定条件の成立時は、前記外部充電の完了後を含む、請求項１または２に記載の車両診断システム。

【請求項4】

前記劣化指標は、前記蓄電装置の容量維持率を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両診断システム。

【請求項5】

前記劣化指標は、前記蓄電装置の満充電容量を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両診断システム。

【請求項6】

前記劣化指標は、前記蓄電装置に蓄えられた電力を消費して前記車両が走行可能な距離を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両診断システム。

【請求項7】

前記表示装置は、前記第２劣化指標に加えて前記容量劣化曲線を表示する、請求項１～６のいずれか１項に記載の車両診断システム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の車両診断システムと、
前記蓄電装置とを備える、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両診断システムおよび車両に関し、より特定的には、車両に搭載された蓄電装置の満充電容量の低下度合いを表示する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、バッテリが搭載された車両の普及が進んでいる。これらの車両のなかには、モータのみを用いた走行（いわゆるＥＶ走行）が可能なものがある。バッテリの性能および状態は、車両の駆動力、ＥＶ走行が可能な距離（ＥＶ走行距離）の長さなど、様々な重要な機能に直接的に影響し得る。そのため、バッテリに関する各種情報は、ユーザにとって関心が高い情報であると言える。

【0003】

バッテリに関する情報を表示する表示装置が提案されている。たとえば特開２０１１－５７１１６号公報（特許文献１）は、バッテリの残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）を表示する表示装置を備えたプラグインハイブリッド車両を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－５７１１６号公報

【文献】特開２００９－９７９５４号公報

【文献】特開２０１３－１５４７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般にバッテリは、その使用態様に応じて、時間の経過とともに劣化する。バッテリが劣化してバッテリの満充電容量が低下した場合、ＥＶ走行距離が短くなり得る、そのため、バッテリの満充電容量の低下度合いを表す「劣化指標」を表示装置に表示し、ユーザが確認できるようにすることが考えられる。劣化指標とは、たとえばバッテリの容量維持率である。

【0006】

本発明者は、長期間（たとえば数年間）に亘って劣化指標をユーザが確認できるようにした場合、以下のような課題が生じ得ることに着目した。劣化指標は、必ずしも時間経過とともに滑らかに変化するとは限らず、やや変則的に変化し得る。より具体的には、ある期間には、他の期間と比べて、劣化指標の測定精度が低下し、測定した劣化指標と実際の劣化指標との間の誤差が増大し得る。よって、劣化指標の測定誤差が相対的に小さい期間と大きい期間との移行時に劣化指標の変化が大きくなり得る。その結果、劣化指標を確認したユーザに違和感を与える可能性がある。

【0007】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、ユーザが蓄電装置の満充電容量の低下度合いを確認する際の違和感を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本開示のある局面に従う車両診断システムは、車両に搭載された蓄電装置を診断する。車両診断システムは、蓄電装置の満充電容量の低下度合いを表す劣化指標を表示する表示装置と、表示装置に表示するための劣化指標を算出する演算装置とを備える。演算装置は、所定条件が成立する度に測定された蓄電装置の満充電容量に基づいて劣化指標の時間変化を表す容量劣化曲線を算出し、算出された容量劣化曲線を参照することで劣化指標を算出する。

【0009】

（２）演算装置は、所定条件が成立する度に蓄電装置の満充電容量を測定し、蓄電装置の満充電容量の測定結果に基づいて容量劣化曲線を更新する。演算装置は、表示装置への劣化指標の表示要求が発生した場合には、更新された容量劣化曲線を参照することで、表示要求の発生時における劣化指標を算出する。

【0010】

（３）容量劣化曲線は、予め定められた関係式によって表される。関係式は、劣化指標および基準時からの経過時間を変数として含むとともに、劣化指標と経過時間との間の関係を規定する複数の係数とを含む。演算装置は、所定条件の成立時における蓄電装置の満充電容量の測定結果から求められた劣化指標と、経過時間との回帰分析によって複数の係数を決定し、決定した複数の係数を含む関係式を用いて容量劣化曲線を更新する。

【0011】

上記（１）～（３）の構成においては、測定した劣化指標を表示装置に単に表示するのではなく、容量劣化曲線を用いて算出した劣化指標を表示する。容量劣化曲線を用いることで、過去の測定値（最新の測定値を含んでもよい）に基づいて劣化指標の推移を求めることが可能になり、現時点（表示要求発生時）における劣化指標を推定できる。さらに、劣化指標の変化が平滑化されるため、劣化指標の急変を防止できる。したがって、上記（１）～（３）の構成によれば、ユーザの違和感を抑制できる。

【0012】

（４）車両は、車両の外部から供給される電力により蓄電装置を充電する外部充電を実施可能に構成されている。所定条件の成立時は、外部充電の完了後を含む。

【0013】

一般に、外部充電の実施時においては、通常走行時と比べて、蓄電装置に蓄えられた電力量の変化が大きい。電力量の変化が大きいほど満充電容量の測定精度が高くなる（図４参照）。したがって、上記（４）の構成によれば、高精度な容量劣化曲線を求めることができ、それにより、正確な劣化指標を表示装置に表示することが可能になる。

【0014】

（５）劣化指標は、蓄電装置の容量維持率を含む。
（６）劣化指標は、蓄電装置の満充電容量を含む。
（７）劣化指標は、蓄電装置に蓄えられた電力を消費して車両が走行可能な距離を含む。

【0015】

（８）表示装置は、劣化指標に加えて容量劣化曲線を表示する。

【0016】

上記（８）の構成によれば、容量劣化曲線を表示することで、劣化指標の推移を直感的に把握することが可能になる。

【0017】

（９）本開示の他の局面に従う車両は、上記（１）～（８）のいずれかに記載の車両診断システムと、蓄電装置とを備える。

【0018】

上記（９）の構成によれば、上記（１）の構成と同様に、ユーザの違和感を抑制できる。

【0019】

（１０）本開示のさらに他の局面に従う車両診断結果の表示方法は、蓄電装置が搭載された車両の診断結果を表示する。車両診断結果の表示方法は、第１～第３のステップを含む。第１のステップは、所定条件が成立する度に蓄電装置の満充電容量を測定し、その測定結果に基づいて、蓄電装置の劣化指標の時間変化を表す容量劣化曲線を更新するステップである。第２のステップは、劣化指標の表示要求が発生した場合には、更新された容量劣化曲線を参照することで、表示要求の発生時における劣化指標を算出するステップと、第３のステップは、算出するステップにおいて算出された劣化指標を表示するステップである。

【0020】

上記（１０）の方法によれば、上記（１）の構成と同様に、ユーザの違和感を抑制できる。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、ユーザが蓄電装置の満充電容量の低下度合いを確認する際の違和感を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施の形態に係る車両診断システムの全体構成図である。

【図2】車両、サーバおよび携帯端末の構成をより詳細に示す図である。

【図3】車両に設けられたユーザインターフェイスの構成例を示す図である。

【図4】バッテリへの充電電力量がバッテリの容量維持率の測定精度に及ぼす影響を示す図である。

【図5】バッテリの容量維持率の測定時期が容量維持率の測定結果に及ぼす影響の一例を示す図である。

【図6】本実施の形態における容量劣化曲線の更新処理および容量維持率の表示処理を説明するための図である。

【図7】容量劣化曲線の更新処理を示すフローチャートである。

【図8】容量維持率の表示処理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】

【0023】

以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0024】

以下の実施の形態では、診断の対象とする車両が、外部から供給される電力によりバッテリを充電する「外部充電」を実施可能に構成されている例について説明する。ただし、車両が外部充電を実施可能であることは必須ではなく、外部充電に対応していない車両（通常のハイブリッド車両など）であってもよい。

【0025】

本実施の形態では、バッテリの満充電容量の低下度合いを表す「劣化指標」として、バッテリの容量維持率（単位：％）が用いられる。バッテリの容量維持率Ｑとは、初期状態（たとえばバッテリの製造時の状態）におけるバッテリの満充電容量Ｃ０に対する、現時点におけるバッテリの満充電容量Ｃの割合（百分率）を意味する（Ｑ＝Ｃ／Ｃ０）。ただし、バッテリの「劣化指標」として、バッテリの容量維持率に代えてまたは加えて、車両のＥＶ走行距離（単位：ｋｍ）を用いてもよい。また、バッテリの「劣化指標」として、バッテリの満充電容量（単位：ＡｈまたはＷｈ）そのものを用いてもよい。さらに、容量維持率、ＥＶ走行距離および満充電容量のうちのいずれか２つ、または、３つ全部を用いてもよい。

【0026】

［実施の形態］
＜システム構成＞
図１は、本実施の形態に係る車両診断システムの全体構成図である。図１を参照して、車両診断システム９は、車両１と、サーバ２と、携帯端末３とを備える。車両１とサーバ２とは双方向通信が可能である。また、サーバ２と携帯端末３とも双方向通信が可能である。さらに、車両１と携帯端末３とも双方向通信が可能である。

【0027】

車両１は、外部の充電設備４から充電ケーブル５を介して供給される電力により車載のバッテリ１３（図２参照）を充電する「外部充電」（プラグイン充電とも呼ばれる）を実施可能に構成されている。本実施の形態において、車両１は電気自動車である。しかし、車両１は、プラグインハイブリッド車または燃料電池車などであってもよい。また、図示しないが、車両１は、地面に埋設された送電装置から車載の受電装置（受電コイルなど）に非接触で電力を伝送する非接触充電を実施可能に構成されていてもよい。

【0028】

車両１は、車載のバッテリ１３を診断することが可能に構成されている。また、サーバ２が車載のバッテリ１３を診断可能に構成されていてもよい。この場合、車両１は、サーバ２が車載のバッテリ１３を診断するのに必要な各種データをサーバ２に送信する。サーバ２は、車両１から収集したデータに基づいてバッテリ１３を診断し、その診断結果を車両１および／または携帯端末３に送信するように構成されている。車両１は、サーバ２によるバッテリ１３の診断結果をサーバ２から受信する。

【0029】

携帯端末３は、車両１のユーザが保有するスマートホンまたはスマートウォッチなどである。携帯端末３は、車両１またはサーバ２によるバッテリ１３の診断結果を受信する。なお、携帯端末３に代えて、ユーザの自宅に設置されたＰＣ（Personal Computer）などの固定端末を用いてもよい。

【0030】

充電設備４は、外部充電に使用される電力を車両１に供給するための電力変換装置を含む。充電設備４は、たとえば、車両１のユーザの自宅に設けられている。充電設備４の設置場所は特に限定されず、ユーザの外出先（職場または宿泊施設など）であってもよい。なお、充電設備４は、典型的にはＡＣ方式の充電設備（いわゆる普通充電器）であるが、ＤＣ方式の充電設備（いわゆる急速充電器）であってもよい。

【0031】

図２は、車両１、サーバ２および携帯端末３の構成をより詳細に示す図である。図２を参照して、車両１は、インレット１１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２と、バッテリ１３と、電力制御装置（ＰＣＵ：Power Control Unit）１４と、モータジェネレータ１５と、動力伝達ギヤ１６１と、駆動輪１６２と、ユーザインターフェイス１７と、車載通信機（ＤＣＭ：Data Communication Module）１８と、車載ネットワーク１９と、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０とを備える。

【0032】

インレット１１は、充電ケーブル５の充電プラグ（図示せず）を接続可能に構成されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ１２は、充電設備４から充電ケーブル５およびインレット１１を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ１３に出力する。

【0033】

なお、充電設備４から供給される電力による外部充電のための構成は、図２に示した構成に限定されるものではない。たとえば、充電設備４が直流電力を供給する充電器（急速充電器）である場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２を設けなくてもよい。あるいは、ＡＣ／ＤＣコンバータ１２に代えてＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を設けてもよい。

【0034】

バッテリ１３は、車両１の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、バッテリ１３は、モータジェネレータ１５により発電された電力を蓄える。バッテリ１３は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。なお、バッテリ１３は、本開示に係る「蓄電装置」に相当する。「蓄電装置」として、電気二重層キャパシタなどの大容量キャパシタを採用してもよい。

【0035】

バッテリ１３には、バッテリ１３の状態を監視する監視ユニット１３１が設けられている。具体的には、監視ユニット１３１は、電圧センサと、電流センサと、温度センサとを含む（いずれも図示せず）。電圧センサは、バッテリ１３の電圧ＶＢを検出する。電流センサは、バッテリ１３に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサは、バッテリ１３の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、各センサによる検出結果に基づいて、バッテリ１３のＳＯＣを算出したり、バッテリ１３の容量維持率Ｑを算出したりすることができる。

【0036】

ＰＣＵ１４は、ＥＣＵ１０からの指令に従って、バッテリ１３に蓄えられた直流電力を交流電力に変換し、その交流電力をモータジェネレータ１５に供給する。また、ＰＣＵ１４は、モータジェネレータ１５が発電した交流電力を直流電力に変換し、その直流電力をバッテリ１３に供給する。ＰＣＵ１４は、コンバータおよびインバータを含む（いずれも図示せず）。

【0037】

モータジェネレータ１５は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１５の出力トルクは、動力伝達ギヤ１６１を通じて駆動輪１６２に伝達され、車両１を走行させる。また、モータジェネレータ１５は、車両１の制動動作時には、駆動輪１６２の回転力によって発電することができる。モータジェネレータ１５による発電電力は、ＰＣＵ１４によってバッテリ１３の充電電力に変換される。

【0038】

ユーザインターフェイス１７は、車両１に関する各種情報をユーザに提供したり、ユーザの様々な操作を受け付けたりすることが可能に構成されている。ユーザインターフェイス１７の構成例については図３にて説明する。

【0039】

ＤＣＭ１８は、サーバ２と無線で通信するように構成されている。また、ＤＣＭ１８は、ユーザの携帯端末３とも無線で通信するように構成されている。

【0040】

車載ネットワーク１９は、たとえばＣＡＮ（Controller Area Network）などの有線ネットワークである。車載ネットワーク１９は、ユーザインターフェイス１７とＤＣＭ１８とＥＣＵ１０とを互いに接続し、データ（指令、メッセージ等を含む）の共有または送受信を可能にする。

【0041】

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１０２と、入出力ポート１０３とを含む。ＥＣＵ１０は、各センサからの信号の入力ならびにメモリ１０２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。本実施の形態においてＥＣＵ１０により実行される主要な処理としては、バッテリ１３の容量維持率Ｑを算出し、その算出結果をユーザに提供する処理が挙げられる。この処理については後述する。

【0042】

サーバ２は、車両１を含む複数の車両から取得したデータに対して様々な演算処理を実行するように構成されている。本実施の形態において、サーバ２は、車両１に搭載されたバッテリ１３の容量維持率Ｑを算出し、その算出結果を車両１のユーザに提供する。サーバ２は、たとえば、車両１の製造業者が運用するものであってもよいし、ユーザへの情報提供サービスの運営業者が運用するものであってもよい。サーバ２は、電池情報データベース（データベースサーバ）２１と、ディスプレイ２２と、通信モジュール２３と、サーバ内ネットワーク２４と、アプリケーションサーバ２０とを備える。

【0043】

電池情報データベース２１は、車両１に搭載されたバッテリ１３（および複数の他の車両に同様に搭載されたバッテリ）の診断に用いられる情報である「電池情報」を格納する。

【0044】

ディスプレイ２２は、アプリケーションサーバ２０によるバッテリ１３の診断結果（容量維持率Ｑの算出結果）を表示する。なお、ディスプレイ２２の設置場所とアプリケーションサーバ２０の設置場所とは異なってもよい。ディスプレイ２２の設置場所は、たとえば、車両１のユーザが訪問可能なディーラ（販売店）であってもよい。

【0045】

通信モジュール２３は、車両１に搭載されたＤＣＭ１８との無線で通信するように構成されている。また、通信モジュール２３は、車両１のユーザの携帯端末３とも無線で通信するように構成されている。

【0046】

サーバ内ネットワーク２４は、電池情報データベース２１と通信モジュール２３とアプリケーションサーバ２０とを互いに接続し、データ（指令、メッセージ等を含む）の共有または送受信を可能にする。

【0047】

アプリケーションサーバ２０は、ＥＣＵ１０と同様に、プロセッサ２０１と、メモリ２０２と、入出力ポート２０３とを含む。アプリケーションサーバ２０は、ＥＣＵ１０と同様に、バッテリ１３の診断結果（バッテリ１３の容量維持率Ｑの算出結果）をユーザに提供することが可能に構成されている。なお、ＥＣＵ１０およびアプリケーションサーバ２０のうちの一方または両方が本開示に係る「演算装置」に相当する。

【0048】

携帯端末３はディスプレイ３１を含む。ディスプレイ３１は、ＥＣＵ１０またはアプリケーションサーバ２０によるバッテリ１３の診断結果を表示する。

【0049】

図３は、車両１に設けられたユーザインターフェイス１７の構成例を示す図である。図２および図３を参照して、ユーザインターフェイス１７は、インストルメントパネル（インパネ）１７１と、ＨＵＤ（Head-Up Display）１７２と、ナビゲーション画面１７３とを含む。

【0050】

インパネ１７１は、メータ類が設置された計器盤であり、ＥＣＵ１０による制御に従って車両１の様々な状態を表示する。より具体的には、インパネ１７１は、スピードメータ、トリップメータ、バッテリ１３のＳＯＣおよび警告灯類を表示するのに加えて、バッテリ１３の容量維持率Ｑを表示する。なお、インパネ１７１に代えてマルチインフォメーションディスプレイ（ＭＩＤ：Multi-Information Display）を用いてもよい。

【0051】

ＨＵＤ１７２は、ドライバの視界前方に各種情報を虚像として投影する。具体的には、ＨＵＤ１７２は、車両１の車速、目的地への進行方向、交通標識などを表示する。ＨＵＤ１７２にバッテリ１３の容量維持率Ｑを表示してもよい。

【0052】

ナビゲーション画面１７３は、ナビゲーションシステム（図示せず）のディスプレイである。ナビゲーションシステムは、人工衛星（図示せず）からの電波に基づいて車両１の位置を特定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含む。ナビゲーションシステムは、車両１のＧＰＳデータと道路地図データとに基づいて、車両１の現在地と車両１の目的地に向けた推奨経路とをナビゲーション画面１７３に表示する。ナビゲーション画面１７３は、タッチパネル付きのモニタ（いずれも図示せず）であってもよい。ナビゲーション画面１７３にもバッテリ１３の容量維持率Ｑを表示できる。

【0053】

バッテリ１３が劣化してバッテリ１３の容量維持率Ｑが低下した場合、車両１のＥＶ走行距離が短くなる。よって、ユーザがバッテリ１３の容量維持率Ｑを適宜確認できるように、容量維持率Ｑを「表示装置」に表示する。この例では、車両１のインパネ１７１、ＨＵＤ１７２およびナビゲーション画面１７３のうちの少なくとも１つが本開示に係る「表示装置」に相当する。「表示装置」は、サーバ２のディスプレイ２２であってもよいし、携帯端末３のディスプレイ３１であってもよい。以下では説明の簡易化のため、バッテリ１３の容量維持率Ｑの表示先がインパネ１７１である例について説明する。

【0054】

＜容量の測定誤差＞
本発明者は、バッテリ１３の容量維持率Ｑの測定精度が以下の２つの要因によって影響を受け得る点に着目した。第１の要因は、バッテリ１３への充電電力量である。

【0055】

図４は、バッテリへの充電電力量がバッテリの容量維持率Ｑの測定精度に及ぼす影響を示す図である。図４には、３種類の温度条件下（この例では２５℃、１０℃、０℃）で定電力充電（ＣＰ充電）を行い、当該充電後にバッテリの満充電容量を算出した結果が示されている。

【0056】

横軸は、バッテリへの充電電力量をＳＯＣに換算した値（ΔＳＯＣ）を表す。この測定例におけるΔＳＯＣは、約３０％から約６５％までの範囲である。縦軸は、バッテリの満充電容量の測定精度を表す。測定精度とは、ベンチマークとする充電方法により測定された満充電容量に対する、車両において一般的な充電方法により測定された満充電容量の比率である。詳細には、この測定精度とは、電動車両用セルの試験方法に関する国際標準規格であるＩＥＣ６２６６０に規定された定電流－定電圧充電（ＣＣＣＶ）方式の充電方法での測定結果を基準（測定精度＝１００％）とするものである。

【0057】

図４に示すように、バッテリへの充電電力量（ΔＳＯＣ）が小さいほど、バッテリの容量維持率Ｑ（満充電容量）の測定精度は低くなる。見方を変えると、バッテリ１３の容量維持率Ｑの測定精度を向上させるためには、ΔＳＯＣをできるだけ大きくすればよいことが理解される。本実施の形態においては端的に、バッテリ１３の容量維持率Ｑの測定を外部充電の機会を利用して実施することが望ましいこと、特に、大きなΔＳＯＣを確保可能な外部充電条件が成立した場合（たとえばΔＳＯＣ≧５５％の場合）に実施することが望ましいことが分かる。

【0058】

また、図４より、バッテリの温度が所定温度よりも高い場合（図４の例では２５℃以上の場合）には、ΔＳＯＣの大小によらず、バッテリの容量維持率Ｑの測定精度を一定値以上（９５％以上）に保持可能であることが読み取れる。このことから逆に、たとえば９５％以上の測定精度を確保したい場合には、バッテリ１３の温度が２５℃未満であり、かつ、ΔＳＯＣが５５％未満の条件下で行われる外部充電の機会には、バッテリ１３の容量維持率Ｑを測定しないことが好ましいことが分かる。

【0059】

このように、バッテリ１３の満充電容量の測定精度には、外部充電に伴うΔＳＯＣに加えて、バッテリ１３の容量維持率Ｑを測定する時期（季節）も影響し得る（第２の要因）。

【0060】

図５は、バッテリの容量維持率Ｑの測定時期が容量維持率Ｑの測定結果に及ぼす影響の一例を示す図である。図５および後述する図６において、横軸は、バッテリの製造時からの経過時間を表す。縦軸は、バッテリの容量維持率Ｑを表す。

【0061】

図５には、バッテリ１３の製造時を基準として３カ月毎にバッテリの容量維持率Ｑを測定した結果（実測結果）が示されている。図中、寒期（冬季であってもよいし、より広く晩秋～早春の期間であってもよい）における容量維持率Ｑの測定結果を円で囲んで示している。図５より、寒期に測定された容量維持率Ｑが、それ以外の時期（夏季など、より暖かな季節）に測定された容量維持率Ｑと比べて低い傾向を示すことが理解される。

【0062】

本発明者の検討によれば、暖かな季節に算出された容量維持率Ｑは、実際の容量維持率（真値）に近い。一方、寒期に算出された容量維持率Ｑは、その誤差が大きくなる傾向があり、真値からの乖離が大きい可能性がある。この理由は以下のように説明できる。寒期にバッテリの温度が低くなると、バッテリの内部抵抗が高くなる。バッテリの内部抵抗が高いほど、外部充電に伴うバッテリでの熱損失（ジュール熱）の発生量が大きい。そのため、電流積算法によりバッテリへの充電電力量を測定する場合、測定された充電電力量の、バッテリに実際に充電された電力量に対する誤差が大きくなり得る。

【0063】

寒期に測定されたバッテリ１３の容量維持率Ｑをそのままインパネ１７１に表示した場合、容量維持率Ｑの測定誤差が相対的に大きい寒期と、それ以外の時期との移行時には、容量維持率Ｑの変化が大きくなり得る。その結果、容量維持率Ｑを確認したユーザに違和感を与える可能性がある。

【0064】

そこで、本実施の形態においては以下の２つの処理を採用し、バッテリ１３の容量維持率Ｑの「推定」と「表示」とを分離する。第１に、バッテリ１３の容量推定に近似曲線（容量劣化曲線Ｌ）を用い、容量維持率Ｑの測定値については、そのままインパネ１７１に表示するのではなく容量劣化曲線Ｌの更新に使用する。この処理を容量劣化曲線の「更新処理」とも称する。第２に、容量維持率Ｑの測定値とは異なる値をインパネ１７１に表示することを許容する。この処理を容量維持率の「表示処理」とも称する。以下、これら２つの処理について詳細に説明する。

【0065】

＜推定と表示との分離＞
図６は、本実施の形態における容量劣化曲線Ｌの更新処理および容量維持率Ｑの表示処理を説明するための図である。図６を参照して、ここではバッテリ１３の製造時から３３カ月が経過した時点を例に、バッテリ１３の容量維持率Ｑの測定結果をどのように使用するかを説明する。黒い三角で示すのがバッテリ１３の容量維持率Ｑの測定値である。この測定値は、過去からの容量維持率Ｑの低下傾向（時間的な推移）からすると、やや低め目であることが読み取れる。この測定値をインパネ１７１に表示した場合、バッテリ１３の容量維持率Ｑが急低下したとユーザが違和感を覚える可能性がある。あるいは、ユーザがバッテリ１３の劣化が実際よりも進んでいると考え、バッテリ１３の性能を過少評価する可能性もある。

【0066】

これに対し、本実施の形態においては、バッテリ１３の容量維持率Ｑが容量劣化曲線Ｌを用いて推定される。容量劣化曲線Ｌは、一例として、下記式（１）のような多項式曲線によって表すことができる。バッテリ１３の製造時からの経過時間をｔとする。
Ｌ： Ｑ＝１－（ａｔ^３＋ｂｔ^２＋ｃｔ＋ｄ） ・・・（１）

【0067】

容量劣化曲線Ｌの次数は事前実験により定められている。上記式（１）では、容量劣化曲線Ｌの次数は３だが、これは一例に過ぎず、次数を２としてもよいし４以上としてもよい。また、すべての時間領域（横軸の全範囲）に同一の次数を適用しなくてもよく、たとえば、ある時間領域における次数と残りの時間領域における次数とを異なる値としてもよい。また、時間領域毎に定めた２以上の容量劣化曲線を時間領域の境界で接続してもよい（スプライン曲線）。

【0068】

カーブフィッティング（回帰分析）の手法を用いることで、バッテリ１３の容量維持率Ｑの測定値に最もよく当てはまるような容量劣化曲線Ｌが算出される。より詳細には、フィッティングパラメータである４つ係数ａ，ｂ，ｃ，ｄの各々には初期値が代入されている。たとえば非線形最小二乗法を用いて、所定の収束条件が成立するまで４つの係数の値が調整される。これにより、４つの係数を最適化し、容量劣化曲線Ｌを決定できる。

【0069】

更新処理においては、新たな容量維持率Ｑの測定値が容量劣化曲線Ｌの更新に使用される。この例では、３３カ月目の測定を実施する前に、３カ月～３０カ月の期間の容量維持率Ｑの測定値に基づいて容量劣化曲線Ｌが算出されている。３３カ月目に新たな測定値を取得すると、その測定値を加味して（すなわち、３カ月～３３カ月の期間の測定値に基づいて）カーブフィッティングを再び行い、容量劣化曲線Ｌを算出し直す。

【0070】

表示処理においては、更新処理による更新後の容量劣化曲線Ｌに従って３３カ月目の容量維持率Ｑが算出される。具体的には、更新後の式（１）の経過時間ｔに３３カ月（に相当する時間値）を代入することにより、３３カ月目の容量維持率Ｑを算出できる。そして、容量劣化曲線Ｌに従って算出された容量維持率Ｑをインパネ１７１に表示する。図６では、インパネ１７１における容量維持率Ｑの表示値を白い三角により示している。

【0071】

このように、本実施の形態においては、容量維持率Ｑの新たな測定値をそのままインパネ１７１に表示するのではなく、容量劣化曲線Ｌの更新に使用する。そして、更新後の容量劣化曲線Ｌに従って算出された容量維持率Ｑをインパネ１７１に表示する。容量劣化曲線Ｌは、過去の多数の測定値（図６に示す例では１０個の測定値）に基づいて算出されている。そのため、新たな測定値が容量維持率Ｑの低下傾向から外れた値であったとしても、その影響（新たな測定値による容量劣化曲線Ｌの変化）は比較的限定的である。したがって、容量維持率Ｑの表示値が過度に低い値になることが抑制される。これにより、バッテリ１３の容量維持率Ｑが急低下したとのユーザの違和感を抑制するとともに、バッテリ１３の劣化が実際よりも進んでいるとのユーザの誤解を防止できる。

【0072】

＜処理フロー＞
図７は、容量劣化曲線の更新処理を示すフローチャートである。図７および後述する図８に示すフローチャートは、たとえば予め定められた演算周期毎に繰り返し実行される。各ステップは、ＥＣＵ１０によるソフトウェア処理により実現されるが、ＥＣＵ１０内に作製されたハードウェア（電気回路）により実現されてもよい。以下、ステップをＳと略す。

【0073】

図７を参照して、Ｓ１１において、ＥＣＵ１０は、車両１の外部充電を実施した場合、大きなΔＳＯＣを確保可能な所定の条件が満足されるかを判定する。たとえば、バッテリ１３の現在のＳＯＣと目標ＳＯＣとの差（外部充電の前後におけるＳＯＣ差）が所定値（たとえば５５％）以上である場合に、ＥＣＵ１０は、上記条件が満足すると判定できる。

【0074】

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、車両１の外部充電が開始されるかどうかを判定する。大きなΔＳＯＣを確保可能な条件が満足されない場合（Ｓ１１においてＮＯ）または外部充電の開始タイミングではない場合（Ｓ１２においてＮＯ）には、ＥＣＵ１０は、以降の処理を実行することなく、処理をメインルーチンに戻す。

【0075】

車両１の外部充電が開始すると（Ｓ１２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、外部充電中の電圧ＶＢおよび電流ＩＢを監視ユニット１３１から取得する（Ｓ１３）。その後、車両１の外部充電が終了すると（Ｓ１４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、処理をＳ１５に進め、外部充電中の電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、バッテリ１３の容量維持率Ｑを算出する。容量維持率Ｑは、たとえば以下のように算出できる。

【0076】

ＥＣＵ１０は、外部充電の開始時におけるバッテリ１３のＯＣＶと、外部充電の終了時におけるバッテリ１３のＯＣＶ（分極の影響を考慮し、実際の終了時から３０分程度が経過した時点でのＯＣＶとすることが好ましい）と、外部充電の開始時と終了時との間のバッテリ１３の充電電流量ΔＡｈとを取得する。さらに、ＥＣＵ１０は、メモリ１０２に予め記憶されたＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を参照することで、外部充電の開始時におけるＯＣＶと終了時におけるＯＣＶとの差をＳＯＣ差ΔＳＯＣに換算する。そして、ＥＣＵ１０は、ＳＯＣ差ΔＳＯＣに対する充電電流量ΔＡｈとの比率と、ＳＯＣ差＝１００％に対する満充電容量Ｃとの比率とが等しいとする下記式（２）に従って、バッテリ１３の満充電容量Ｃを算出する。初期状態における満充電容量Ｃ０はバッテリ１３の仕様から既知であるため、満充電容量Ｃから容量維持率Ｑを算出できる（Ｑ＝Ｃ／Ｃ０）。
Ｃ＝ΔＡｈ／ΔＳＯＣ×１００ ・・・（２）

【0077】

Ｓ１６において、ＥＣＵ１０は、外部充電の終了時刻を取得し、バッテリ１３の製造時から外部充電の終了時までの間の経過時間（Ｓ１４にて算出した容量維持率Ｑに対応する時間）を算出する。

【0078】

Ｓ１７において、ＥＣＵ１０は、Ｓ１５にて算出した今回の容量維持率Ｑと、Ｓ１６にて算出した今回の経過時間とをメモリ１０２に不揮発的に格納する。メモリ１０２には、過去に複数回算出した容量維持率Ｑおよび経過時間も格納されている。

【0079】

Ｓ１８において、ＥＣＵ１０は、今回のデータ（容量維持率Ｑ，経過時間）と過去のデータ（容量維持率Ｑ，経過時間）とをメモリ１０２から読み出し、カーブフィッティングを行って容量劣化曲線Ｌを更新する。この演算内容については図６にて詳細に説明したため、ここでの説明は繰り返さない。

【0080】

図８は、容量維持率の表示処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、容量劣化曲線の更新処理のフローチャート（図７参照）とは独立に実行可能である。

【0081】

図８を参照して、Ｓ２１において、ＥＣＵ１０は、バッテリ１３の容量維持率Ｑをインパネ１７１に表示する要求（表示要求）が発生しているかどうかを判定する。たとえば、ユーザが容量維持率Ｑを確認するための操作をユーザインターフェイス１７が受け付けた場合に表示要求が発生していると判定できる。また、容量維持率Ｑをインパネ１７１に常時表示する場合には、定期的に表示要求が発生してもよい。表示要求が発生していない場合（Ｓ２１においてＮＯ）には、ＥＣＵ１０は、以降の処理を実行することなく、処理をメインルーチンに戻す。

【0082】

表示要求が発生した場合（Ｓ２１においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、表示要求の発生時刻（現在時刻）を取得し、バッテリ１３の製造時から表示要求の発生時までの間の経過時間を算出する（Ｓ２２）。

【0083】

Ｓ２３において、ＥＣＵ１０は、更新処理により最新の状態である容量劣化曲線Ｌを参照することによって、Ｓ２２にて算出した経過時間に応じた容量維持率Ｑを算出する。そして、ＥＣＵ１０は、算出した容量維持率Ｑをインパネ１７１に表示させる（Ｓ２４）。ＥＣＵ１０は、容量劣化曲線Ｌをインパネ１７１に表示させてもよい。容量劣化曲線Ｌを確認することで、ユーザが容量維持率Ｑの推移を直感的に把握することが可能になる。

【0084】

以上のように、本実施の形態においては、容量維持率Ｑの表示要求が発生した場合、容量劣化曲線Ｌを用いて算出した劣化指標を表示する。更新処理において容量劣化曲線Ｌを適宜更新しておくことで、過去の複数回の測定値（外部充電に伴い表示要求が発生する場合には最新の測定値を含んでもよい）に基づいて、容量維持率Ｑの表示要求の発生時における容量維持率Ｑを推定できる。過去からの容量維持率Ｑの推移が反映された容量劣化曲線Ｌを用いることで容量維持率Ｑの変化が平滑化され、容量維持率Ｑの急変を防止できる。よって、本実施の形態によれば、ユーザが容量維持率Ｑを確認する際の違和感を抑制できる。

【0085】

なお、図７および図８では、更新処理および表示処理がＥＣＵ１０により実行される例について説明した。言い換えると、本開示に係る「車両診断システム」が車両１で完結している例について説明した。しかし、更新処理および表示処理の実行主体は、サーバ２（アプリケーションサーバ２０）であってもよい。また、更新処理と表示処理とで実行主体が異なり、一方がＥＣＵ１０により実行され、他方がアプリケーションサーバ２０により実行されてもよい。

【0086】

また、バッテリ１３の容量維持率Ｑの算出タイミング（更新処理の実行条件）は、車両１の外部充電時に限定されるものではない。ただし、図４にて説明したように、ＳＯＣ変化量ΔＳＯＣが大きいほど容量維持率Ｑの測定精度は高くなる。そのため、外部充電を実施可能な車両では、外部充電時に容量維持率Ｑを算出して容量劣化曲線Ｌを更新することが望ましい。一方、通常のハイブリッド車両など外部充電に対応していない車両においては、通常走行時に更新処理を実行してもよい。

【0087】

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

【符号の説明】

【0088】

１ 車両、１０ ＥＣＵ、１０１ プロセッサ、１０２ メモリ、１０３ 入出力ポート、１１ インレット、１２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、１３ バッテリ、１３１ 監視ユニット、１４ ＰＣＵ、１５ モータジェネレータ、１６１ 動力伝達ギヤ、１６２ 駆動輪、１７ ユーザインターフェイス、１７１ インパネ、１７２ ＨＵＤ、１７３ ナビゲーション画面、１８ ＤＣＭ、１９ 車載ネットワーク、２ サーバ、２０ アプリケーションサーバ、２０１ プロセッサ、２０２ メモリ、２０３ 入出力ポート、２１ 電池情報データベース、２２ ディスプレイ、２３ 通信モジュール、２４ サーバ内ネットワーク、３ 携帯端末、３１ ディスプレイ、４ 充電設備、５ 充電ケーブル、９ 車両診断システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】