(57)【要約】【課題】精度良く蓄電器の劣化を判定することを目的とする。【解決手段】本発明は、内燃機関１によって駆動されて発電する発電機２と、発電機２によって発電された電気を充電し、充電した電気を放電して電気負荷７へ供給する蓄電器４と、蓄電器４を充電しているときの充電電流及び蓄電器４を放電しているときの放電電流を検出する充放電電流検出手段５と、蓄電器４を所定時間だけ充電させてその間の充電電流の積算値を算出し、その後、蓄電器４を所定時間だけ放電させてその間の放電電流の積算値を算出する充放電電流積算値算出手段（Ｓ７，Ｓ１１）と、充電電流の積算値と放電電流の積算値とに基づいて、蓄電器４の劣化を判定する劣化判定手段（Ｓ１２）と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2010112916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関によって駆動されて発電する発電機と、
前記発電機によって発電された電気を充電し、充電した電気を放電して電気負荷へ供給する蓄電器と、
前記蓄電器を充電しているときの充電電流及び前記蓄電器を放電しているときの放電電流を検出する充放電電流検出手段と、
前記蓄電器を所定時間だけ充電させてその間の充電電流の積算値を算出し、その後、前記蓄電器を所定時間だけ放電させてその間の放電電流の積算値を算出する充放電電流積算値算出手段と、
前記充電電流の積算値と前記放電電流の積算値とに基づいて、前記蓄電器の劣化を判定する劣化判定手段と、
を備えることを特徴とする蓄電器の劣化判定装置。
【請求項２】
前記劣化判定手段は、前記充電電流の積算値が大きく、かつ、前記放電電流の積算値が小さいときほど、前記蓄電器の劣化が大きいと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電器の劣化判定装置。
【請求項３】
前記電気負荷の消費電力が所定値よりも大きくなったときは、前記蓄電器の劣化判定を中止する劣化判定中止手段を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電器の劣化判定装置。
【請求項４】
前記蓄電器が劣化していると判定された回数が所定回数より多くなったときに前記蓄電器の劣化を確定する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の蓄電器の劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電器の劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄電器の劣化判定装置として、内燃機関の始動時における電圧降下量に基づいて蓄電器の劣化を判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１４２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の蓄電器の劣化判定装置は、内燃機関の始動時における一瞬の電圧降下量に基づいて蓄電器の劣化を判定するので、劣化判定の精度が低いという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、蓄電器の劣化判定の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、内燃機関（１）によって駆動されて発電する発電機（２）と、前記発電機（２）によって発電された電気を充電し、充電した電気を放電して電気負荷（７）へ供給する蓄電器（４）と、前記蓄電器（４）を充電しているときの充電電流及び前記蓄電器（４）を放電しているときの放電電流を検出する充放電電流検出手段（５）と、前記蓄電器（４）を所定時間だけ充電させてその間の充電電流の積算値を算出し、その後、前記蓄電器（４）を所定時間だけ放電させてその間の放電電流の積算値を算出する充放電電流積算値算出手段（Ｓ７，Ｓ１１）と、前記充電電流の積算値と前記放電電流の積算値とに基づいて、前記蓄電器（４）の劣化を判定する劣化判定手段（Ｓ１２）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、蓄電器への充電量に対する放電量に基づいて蓄電器の劣化を判定するので、精度の高い劣化判定を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による蓄電器（以下「バッテリ」という）の劣化判定装置の概略システム図である。
【００１０】
バッテリ劣化判定装置は、エンジン１と、オルタネータ２と、電圧レギュレータ３と、バッテリ４と、電流センサ５と、コントローラ６と、を備える。
【００１１】
エンジン１は、動力を発生する。
【００１２】
オルタネータ２は、エンジン１によって駆動されて発電する。オルタネータ２は、一端部に設けられたオルタネータ駆動用プーリ２１を介して、ベルト１２でエンジン１のクランクプーリ１１に連結される。
【００１３】
電圧レギュレータ３は、オルタネータ２に内蔵され、オルタネータ２の発電電圧を所定の目標発電電圧に制御する。電圧レギュレータ３は、オルタネータ２の発電電圧が目標発電電圧よりも低ければフィールド電流を増やして発電電圧を上げ、オルタネータ２の発電電圧が目標発電電圧よりも高ければフィールド電流を減じて発電電圧を下げる。
【００１４】
バッテリ４は、電気を蓄えるとともに、必要に応じて蓄えた電気をヘッドライトや空調用ブロワファンなどの車両の各種の電気負荷７に供給する。バッテリ４のプラス端子は、オルタネータ２及び電気負荷７に接続され、マイナス端子は接地される。
【００１５】
電流センサ５は、バッテリ４のマイナス端子側に接続され、オルタネータ２からバッテリ４への充電電流及びバッテリ４から電気負荷７への放電電流を検出する。
【００１６】
コントローラ６は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ６には、前述した電流センサ５からの信号の他、エンジン１の運転状態を検出する種々のセンサ類からの信号が入力される。
【００１７】
コントローラ６は、エンジン１の運転状態に応じてオルタネータ２の目標発電電圧を設定し、その設定した目標発電電圧を発電指令値に変換して電圧レギュレータ３に出力する。
【００１８】
ここで、バッテリ４が劣化すると、バッテリ上がりによる始動不良やエンジンストールが発生する可能性がある。また、バッテリ４が劣化した状態で充放電を繰り返すと、バッテリ４の劣化を促進させてしまう。そのため、バッテリ４が劣化しているか否かを判定する必要がある。
【００１９】
図２は、正常なバッテリ４と劣化したバッテリ４との放電電流の遷移を示した図である。
【００２０】
図２に示すように、正常なバッテリ４の場合は、時間が経過しても一定の放電電流が流れるが、劣化したバッテリ４の場合は、時間の経過とともに放電電流が減少していく。つまり、バッテリ４が劣化するとバッテリ４が充電されていたとしても十分に放電できなくなる。
【００２１】
そこで本実施形態では、この性質を利用してバッテリ４の劣化判定を実施する。
【００２２】
図３は、本実施形態によるバッテリ４の劣化判定制御について説明するフローチャートである。コントローラ６は、本ルーチンをエンジン１の運転中に所定の演算周期（例えば１０ｍｓ）で実行する。
【００２３】
ステップＳ１において、コントローラ６は、電気負荷スイッチ７ａの入力に応じてどんな電気負荷７がオンされているかを判定し、電気負荷７の消費電力が所定値より小さい否かを判定する。これは、例えば後述する強制充電中であってオルタネータ２が最大発電電圧を発生させているときに、消費電力の大きい電気負荷７がオンされてしまうと、オルタネータ２の発電量だけでは各種電気負荷７への電力供給が不足して放電電流がながれてしまい劣化判定を誤る可能性があるためである。また、後述する強制放電中に消費電力の大きい電気負荷７がオンされてしまうと、放電電流が大きく変化してしまい劣化判定を誤る可能性があるためである。コントローラ６は、各種電気負荷７の消費電力が所定値より小さければステップＳ２に処理を移行する。一方で、各種電気負荷７の消費電力が所定値より大きければステップＳ１３に処理を移行する。
【００２４】
ステップＳ２において、コントローラ６は、放電フラグが１にセットされているか否かを判定する。放電フラグは、バッテリ４を強制的に放電させているときに１にセットされるフラグである。コントローラ６は、放電フラグが１にセットされていればステップＳ１０に処理を移行する。一方で、放電フラグが０にセットされていればステップＳ３に処理を移行する。
【００２５】
ステップＳ３において、コントローラ６は、充電フラグが１にセットされているか否かを判定する。充電フラグは、バッテリ４を強制的に充電しているときに１にセットされるフラグである。コントローラ６は、充電フラグが１にセットされていればステップＳ６に処理を移行する。一方で、充電フラグ０にセットされていればステップＳ４に処理を移行する。
【００２６】
ステップＳ４において、コントローラ６は、バッテリ４を強制的に充電する（強制充電）。具体的には、オルタネータ２の目標発電電圧をオルタネータ２の最大発電電圧（１４ボルト）に設定する。
【００２７】
ステップＳ５において、コントローラ６は、充電フラグを１にセットする。
【００２８】
ステップＳ６において、コントローラ６は、充電フラグが１にセットされてから所定時間が経過したか否かを判定する。コントローラ６は、所定時間が経過していればステップＳ８に処理を移行する。一方で、コントローラ６は、所定時間が経過していなければステップＳ７に処理を移行する。
【００２９】
ステップＳ７において、コントローラ６は、検出した充電電流を積算する。
【００３０】
ステップＳ８において、コントローラ６は、バッテリ４を強制的に放電する（強制放電）。具体的には、オルタネータ２の目標発電電圧を０ボルトに設定して、発電を停止する。
【００３１】
ステップＳ９において、コントローラ６は、放電フラグを１にセットする。
【００３２】
ステップＳ１０において、コントローラ６は、放電フラグが１にセットされてから所定時間が経過したか否かを判定する。コントローラ６は、所定時間が経過していればステップＳ１２に処理を移行する。一方で、コントローラ６は、所定時間が経過していなければステップＳ１１に処理を移行する。
【００３３】
ステップＳ１１において、コントローラ６は、検出した放電電流を積算する。
【００３４】
ステップＳ１２において、コントローラ６は、充電電流の積算値と放電電流の積算値とに基づいて、予め実験等で定めた図４のマップを参照してバッテリ４の劣化を判定する。
【００３５】
ステップＳ１３において、コントローラ６は、充電電流の積算値と放電電流の積算値とをそれぞれリセットする。
【００３６】
ステップＳ１４において、コントローラ６は、充電フラグ及び放電フラグをそれぞれ０にセットする。
【００３７】
図４は、充電電流の積算値と放電電流の積算値とに基づいて、バッテリ４の劣化を判定するマップである。
【００３８】
図４に示すように、充電電流の積算値が小さかったにもかかわらず放電電流の積算値が大きかったとき、すなわち、充電量が少なかったにもかかわらず十分に放電できたときは、バッテリ４が正常であると判定する。一方で、充電電流の積算値が大きかったにもかかわらず放電電流の積算値が小さかったとき、すなわち、充電量が多かったにもかかわらず十分に放電できなかったときは、バッテリ４が劣化していると判定する。
【００３９】
図５は、バッテリ４を強制的に放電させている場合に消費電力の高い電気負荷７がオンされたときの、正常なバッテリ４と劣化したバッテリ４との放電電流の遷移を示した図である。
【００４０】
図５に示すように、バッテリ４を強制的に放電させているときに消費電力の高い電気負荷７がオンされると、放電電流が大きく変化する。本実施形態では放電電流の積算値に応じてバッテリ４の劣化を判定しているので、放電電流が大きく変化した状態で放電電流を積算すると、誤診断の要因となる。そこで、消費電力の高い電気負荷７がオンされたときには、放電電流がされないようにしている（ステップＳ１）。
【００４１】
以上説明した本実施形態によれば、バッテリ４を所定時間だけ充放電し、その間の充電電流の積算値と放電電流の積算値とに基づいてバッテリ４の劣化を判定する。つまり、バッテリ４の充電量に対する放電量を比較することでバッテリ４の劣化を判定する。そのため、例えば、エンジン始動時における一瞬の電圧降下のみによってバッテリ４の劣化を判定する場合と比べて、バッテリ４の劣化判定の精度を向上させることができる。
【００４２】
また、バッテリ４の劣化判定の精度が向上することで、バッテリ４の劣化促進を抑制できるので、バッテリ４の充電頻度を抑えて燃費を向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、強制放電中はオルタネータ２の目標発電電圧を０ボルトに設定していたが、これに限られるものではない。すなわち、オルタネータ２の目標発電電圧を１２ボルトや１２．５ボルトに設定し、各目標発電電圧に対応する放電電流に基づいた図４のマップを作成してバッテリ４の劣化を判定してもよい。強制放電中においてもオルタネータ２の目標発電電圧を運転状態に応じて変更するときは、これらのマップを複数用意しておけばよい。
【００４５】
また、所定回数以上バッテリが劣化していると判定したときにバッテリ４が劣化していると確定しもよい。これにより、何らかの要因でバッテリが劣化していないのにバッテリが劣化していると一度のルーチンで判定されたとしても、バッテリが劣化していると確定されるわけではないので、バッテリ劣化判定の精度をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】バッテリ劣化判定装置の概略システム図である。
【図２】正常なバッテリと劣化したバッテリとの放電電流の遷移を示した図である。
【図３】本実施形態によるバッテリの劣化判定制御について説明するフローチャートである。
【図４】充電電流の積算値と放電電流の積算値とに基づいて、バッテリの劣化を判定するマップである。
【図５】バッテリを強制的に放電させている場合に消費電力の高い電気負荷がオンされたときの、正常なバッテリと劣化したバッテリとの放電電流の遷移を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    エンジン（内燃機関）
２    オルタネータ（発電機）
４    バッテリ（蓄電器）
５    電流センサ（充放電電流検出手段）
Ｓ７、Ｓ１１    充放電電流積算値算出手段
Ｓ１２  劣化判定手段
Ｓ１３，１４    劣化判定中止手段
【図１】
2010112916.tif 000003
【図２】
2010112916.tif 000004
【図３】
2010112916.tif 000005
【図４】
2010112916.tif 000006
【図５】
2010112916.tif 000007