(57)【要約】【課題】  システムが備える機器に電力供給する二次電池の性能をシステムの状態に拘わらずより適正に判定する。【解決手段】  電圧Ｖｌとこれより高い電圧Ｖｈのいずれかを調整電圧Ｖｓに設定して低圧バッテリが接続された低圧系の電圧を調整するシステムにおいて、調整電圧Ｖｓが電圧Ｖｌであるときには調整電圧Ｖｓを電圧Ｖｈに変更し（Ｓ１２０）、調整電圧Ｖｓが電圧Ｖｈであるときには調整電圧Ｖｓを電圧Ｖｌに変更して（Ｓ１３０）、調整電圧Ｖｓの変更に伴って低圧バッテリを充放電し、この充放電の際に検出される低圧バッテリの端子間電圧と充放電電流とに基づいて低圧バッテリの性能を判定する（Ｓ１４０〜Ｓ１６０）。これにより、システムの状態に拘わらず、低圧バッテリの性能をより適正に判定することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムが備える機器に電力を供給可能な二次電池の性能を判定する性能判定装置であって、
前記二次電池の出力端子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の出力端子間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に前記二次電池側に電力を供給可能な電圧調整供給手段と、
所定の判定要請があったとき、前記二次電池の出力端子間の電圧が変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御すると共に該電圧変更の際に前記検出される電流と前記検出される電圧とに基づいて前記二次電池の性能を判定する性能判定制御手段と、
を備える二次電池の性能判定装置。
【請求項２】
請求項１記載の二次電池の性能判定装置であって、
前記電圧調整供給手段は、前記二次電池の出力端子間の電圧を第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧との範囲内で調整する手段であり、
前記性能判定制御手段は、前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が前記第２電圧よりも低い電圧に調整されているときには、前記二次電池の出力端子間の電圧が第２電圧側に変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定する手段である
二次電池の性能判定装置。
【請求項３】
請求項１記載の二次電池の性能判定装置であって、
前記電圧調整供給手段は、前記二次電池の出力端子間の電圧を第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧との範囲内で調整する手段であり、
前記性能判定制御手段は、前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が前記第１電圧よりも高い電圧に調整されているときには、前記二次電池の出力端子間の電圧が第１電圧側に変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定する手段である
二次電池の性能判定装置。
【請求項４】
請求項１記載の二次電池の性能判定装置であって、
前記電圧調整供給手段は、前記二次電池の出力端子間の電圧を第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧との範囲内で調整可能な手段であり、
前記性能判定制御手段は、前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が所定電圧以上の電圧となるよう調整されているときには前記二次電池の出力端子間の電圧が第１電圧側に変更されるよう該電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定し、前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が所定電圧未満の電圧となるよう調整されているときには前記二次電池の出力端子間の電圧が第２電圧側に変更されるよう該電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定する手段である
二次電池の性能判定装置。
【請求項５】
前記電圧調整供給手段は、前記二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に前記二次電池とは異なる直流電源からの電力を前記二次電池側に供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータである請求項１ないし４いずれか記載の二次電池の性能判定装置。
【請求項６】
二次電池と、該二次電池から電力の供給を受ける機器と、前記二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に前記二次電池側に電力を供給可能な電圧調整供給手段と、を備えるシステムにおける前記二次電池の性能を判定する性能判定方法であって、
前記二次電池の出力端子間の電圧が変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御すると共に該電圧変更の際に前記二次電池の出力端子を流れる電流と前記二次電池の出力端子間の電圧とに基づいて前記二次電池の性能を判定する
ことを特徴とする二次電池の性能判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の性能判定装置および二次電池の性能判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の二次電池の性能判定装置としては、自動車を始動する際に走行用の高電圧バッテリからの電力供給を遮断すると共にこの電力を遮断した状態で低電圧バッテリから補機に電力を供給する際に検出される電流や電圧などに基づいて低電圧バッテリの性能を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、自動車の起動時に低電圧バッテリの性能を判定し、その結果に応じて運転者に警告を発している。
【特許文献１】特開平８−３３６２０１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、上述の装置では、高電圧バッテリから低電圧バッテリへの電力供給を遮断して二次電池の性能を判定するから、自動車を始動する際に二次電池の性能を判定することができるものの、自動車を始動した後に定期的に二次電池の性能を判定することは困難なものとなる。走行中に高電圧バッテリから低電圧バッテリへの電力供給を遮断すると、低圧バッテリ側で必要な電力が不足する場合が生じたり、低圧バッテリの蓄電状態（ＳＯＣ）が低くなりすぎる場合も生じる。
【０００４】
本発明の二次電池の性能判定装置および二次電池の性能判定方法は、システムが備える機器に電力供給する二次電池の性能をシステム起動時以外のときでもより適正に判定することを目的の一つとする。本発明の二次電池の性能判定装置および二次電池の性能判定方法は、システムが備える機器に電力供給する二次電池の性能をシステムの状態に拘わらず高い頻度でより適正に行なうことを目的の一つとする。
【０００５】
本発明の二次電池の性能判定装置および二次電池の性能判定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の二次電池の性能判定装置は、
システムが備える機器に電力を供給可能な二次電池の性能を判定する性能判定装置であって、
前記二次電池の出力端子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記二次電池の出力端子間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に前記二次電池側に電力を供給可能な電圧調整供給手段と、
所定の判定要請があったとき、前記二次電池の出力端子間の電圧が変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御すると共に該電圧変更の際に前記検出される電流と前記検出される電圧とに基づいて前記二次電池の性能を判定する性能判定制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の二次電池の性能判定装置では、所定の判定要請があったときには、二次電池の出力端子間の電圧を変更するよう二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に二次電池側に電力を供給可能な電圧調整供給手段を制御し、この電圧変更の際に二次電池の出力端子に流れる電流と二次電池の出力端子間の電圧とに基づいて二次電池の性能を判定する。即ち、二次電池の出力端子間の電圧を変更することにより、二次電池を充放電し、この充放電の際に二次電池の出力端子間に流れる電流と出力端子間の電圧とに基づいて二次電池の性能を判定するのである。したがって、システム起動時以外のときでも二次電池の性能をより適正に判定することができる。この結果、システムの状態に拘わらず高い頻度で二次電池の性能を判定することができる。
【０００８】
こうした本発明の二次電池の性能判定装置において、前記電圧調整供給手段は前記二次電池の出力端子間の電圧を第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧との範囲内で調整する手段であり、前記性能判定制御手段は前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が前記第２電圧よりも低い電圧に調整されているときには、前記二次電池の出力端子間の電圧が第２電圧側に変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定する手段であるものとすることもできる。より第２電圧側に変更することにより二次電池は充電されるから、こうすることにより、二次電池を充電する際の電流と電圧とに基づいて二次電池の性能を判定することができる。
【０００９】
また、本発明の二次電池の性能判定装置において、前記電圧調整供給手段は前記二次電池の出力端子間の電圧を第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧との範囲内で調整する手段であり、前記性能判定制御手段は前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が前記第１電圧よりも高い電圧に調整されているときには、前記二次電池の出力端子間の電圧が第１電圧側に変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定する手段であるものとすることもできる。より第１電圧側に変更することにより二次電池は放電するから、こうすることにより、二次電池から放電する際の電流と電圧とに基づいて二次電池の性能を判定することができる。
【００１０】
さらに、本発明の二次電池の性能判定装置において、前記電圧調整供給手段は前記二次電池の出力端子間の電圧を第１電圧と該第１電圧よりも高い第２電圧との範囲内で調整可能な手段であり、前記性能判定制御手段は、前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が所定電圧以上の電圧となるよう調整されているときには前記二次電池の出力端子間の電圧が第１電圧側に変更されるよう該電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定し、前記電圧調整供給手段により前記二次電池の出力端子間の電圧が所定電圧未満の電圧となるよう調整されているときには前記二次電池の出力端子間の電圧が第２電圧側に変更されるよう該電圧調整供給手段を制御して前記二次電池の性能を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定電圧を境に二次電池を充電したり放電したりして二次電池の性能を判定することができる。
【００１１】
また、本発明の二次電池の性能判定装置において、前記電圧調整供給手段は、前記二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に前記二次電池とは異なる直流電源からの電力を前記二次電池側に供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータであるものとすることもできる。
【００１２】
本発明の二次電池の性能判定方法は、
二次電池と、該二次電池から電力の供給を受ける機器と、前記二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に前記二次電池側に電力を供給可能な電圧調整供給手段と、を備えるシステムにおける前記二次電池の性能を判定する性能判定方法であって、
前記二次電池の出力端子間の電圧が変更されるよう前記電圧調整供給手段を制御すると共に該電圧変更の際に前記二次電池の出力端子を流れる電流と前記二次電池の出力端子間の電圧とに基づいて前記二次電池の性能を判定する
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の二次電池の性能判定方法では、二次電池の出力端子間の電圧を変更するよう二次電池の出力端子間の電圧を調整すると共に二次電池側に電力を供給可能な電圧調整供給手段を制御し、この電圧変更の際に二次電池の出力端子に流れる電流と二次電池の出力端子間の電圧とに基づいて二次電池の性能を判定する。即ち、二次電池の出力端子間の電圧を変更することにより、二次電池を充放電し、この充放電の際に二次電池の出力端子間に流れる電流と出力端子間の電圧とに基づいて二次電池の性能を判定するのである。したがって、システム起動時以外のときでも二次電池の性能をより適正に判定することができる。この結果、システムの状態に拘わらず高い頻度で二次電池の性能を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例としてのバッテリ性能判定装置５０を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ハイブリッド自動車２０は、ガソリンなどの燃料により駆動するエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトにキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸２８にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤに動力を入出力する発電可能なモータＭＧ１と、駆動軸２８に変速機２７を介して動力を入出力する発電可能なモータＭＧ２と、インバータ２５，２６を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする高圧バッテリ４０と、車両に搭載された補機６０ａ，６０ｂに電力を供給可能な低圧バッテリ５１と、低圧バッテリ５１が接続された低圧系の電圧を調整すると共に高圧バッテリ４０が接続された高圧系の電力を低圧系に供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータ５５と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。なお、実施例のハイブリッド自動車２０は、図示しないが、エンジン２２の運転を制御するエンジン用電子制御ユニットやモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニットなども備え、電子制御ユニット７０との通信を行なっている。
【００１６】
電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６とを備える。電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１のポジションを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，低圧バッテリ５１の出力端子間に接続された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖ，低圧バッテリ５１の出力端子に接続された電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉ，低圧バッテリ５１に取り付けられた温度センサ５１ｃからの低圧バッテリ５１の温度Ｔｂなどが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０からは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５へのスイッチング制御信号や補機６０ａ，６０ｂへの駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００１７】
ここで、バッテリ性能判定装置５０は、図１に一点鎖線で示す範囲、即ち、電圧センサ５１ａと、電流センサ５１ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５と、電子制御ユニット７０とにより構成される。
【００１８】
次に、実施例のバッテリ性能判定装置５０の動作、特にＤＣ／ＤＣコンバータ５５により低圧バッテリ５１の出力端子間の電圧が調整されている最中に低圧バッテリ５１の性能を判定する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行される性能判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間や所定距離（例えば、２時間や５０ｋｍなど）毎に実行される。
【００１９】
この性能判定ルーチンが実行されると、実施例の電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５によって調整されている低圧系の調整電圧Ｖｓを入力する（ステップＳ１００）。ここで、実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５による調整電圧Ｖｓは、低圧バッテリ５１の状態や低圧バッテリ５１から電力の供給を受ける低圧系の補機６０ａ，６０ｂなどによる電力消費の状態などにより電圧Ｖｌ（例えば１３Ｖなど）か電圧Ｖｈ（例えば１５Ｖなど）かのいずれかに設定される。この調整電圧Ｖｓは、例えば、電圧センサ５１ａにより検出される端子間電圧Ｖを用いるものとしてもよいし、設定値を入力するものとしてもよい。
【００２０】
調整電圧Ｖｓを入力すると、調整電圧Ｖｓが電圧Ｖｌであるか電圧Ｖｈであるかを判定し（ステップＳ１１０）、調整電圧Ｖｓが電圧Ｖｌであるときには調整電圧Ｖｓを電圧Ｖｈに変更し（ステップＳ１２０）、逆に調整電圧Ｖｓが電圧Ｖｈであるときには調整電圧Ｖｓを電圧Ｖｌに変更する（ステップＳ１３０）。このように調整電圧Ｖｓを変更すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５により低圧バッテリ５１側の電圧が調整電圧Ｖｓに調整され、出力端子間の電圧が変更されることに伴って二次電池が充放電される。そして、調整電圧Ｖｓの変更の際に電圧センサ５１ａにより検出される端子間電圧Ｖと電流センサ５１ｂにより検出される充放電電流Ｉとに基づいて低圧バッテリ５１の性能を判定する（ステップＳ１４０〜Ｓ１６０）。低圧バッテリ５１の性能判定は、具体的には、まず、低圧バッテリ５１の端子間電圧Ｖと電流Ｉとを複数ポイントに亘って検出し（ステップＳ１４０）、これらの検出値からＩＶ特性を計算する（ステップＳ１５０）。低圧バッテリ５１から放電している際にＩＶ特性を計算する様子の一例を図３に示す。ＩＶ特性は、検出した複数ポイントを近似的に結ぶ直線の傾きとして得られる。こうしてＩＶ特性を得ると、得られたＩＶ特性を低圧バッテリ５１が良好な状態のときのＩＶ特性（基準ＩＶ特性）と比較し、低圧バッテリ５１の性能を劣化の程度を判定する（ステップＳ１６０）。二次電池は、一般的に、その劣化が進行するとその内部抵抗が大きくなり、ＩＶ特性の絶対値が大きくなるから、基準ＩＶ特性に対する得られたＩＶ特性の程度として低圧バッテリ５１の性能を判定することができる。なお、低圧バッテリ５１を充電する際のＩＶ特性は放電する際のＩＶ特性と傾きが逆になる。
【００２１】
こうして低圧バッテリ５１の性能を判定すると、変更した調整電圧Ｖｓを元に戻して（ステップＳ１７０）、性能判定ルーチンを終了する。このように調整電圧Ｖｓを元に戻すと、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５により低圧バッテリ５１側の電圧が元の調整電圧Ｖｓに調整され、二次電池の充放電の状態は元の状態に戻る。
【００２２】
以上説明した実施例のバッテリ性能判定装置５０によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５により調整されている低圧系の調整電圧Ｖｓを変更することにより低圧バッテリ５１を充放電し、この充放電の際に電圧センサ５１ａにより検出される端子間電圧Ｖと電流センサ５１ｂにより検出される充放電電流Ｉとに基づいて低圧バッテリ５１の性能を判定することができる。したがって、車両の始動時以外のときでも低圧バッテリ５１の性能をより適正に判定することができる。この結果、車両の状態に拘わらず高い頻度で低圧バッテリ５１の性能を判定することができる。
【００２３】
実施例のバッテリ性能判定装置５０では、低圧バッテリ５１の状態や電力消費の状態などにより電圧Ｖｌか電圧Ｖｈかのいずれかに調整電圧Ｖｓを設定してＤＣ／ＤＣコンバータ５５により低圧系の電圧を調整しているときに調整電圧Ｖｓを設定とは異なる電圧に変更することにより低圧バッテリ５１の性能を判定するものとしたが、低圧バッテリ５１の状態や電力消費の状態などにより電圧Ｖｌと電圧Ｖｈとの範囲内で任意の電圧を調整電圧Ｖｓとして設定してＤＣ／ＤＣコンバータ５５により低圧系の電圧を調整しているときに調整電圧Ｖｓを変更することにより低圧バッテリ５１の性能を判定するものとしてもよい。この場合、図４に例示する性能判定ルーチンにより低圧バッテリ５１の性能を判定すればよい。このルーチンでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５により調整されている調整電圧Ｖｓが電圧Ｖｌと電圧Ｖｈの中間電圧Ｖｍより大きいか否かを判定し（ステップＳ１１０ｂ）、調整電圧Ｖｓが中間電圧Ｖｍ未満のときには調整電圧Ｖｓを電圧Ｖｈに変更し（ステップＳ１２０ｂ）、逆に調整電圧Ｖｓが中間電圧Ｖｍ以上のときには調整電圧Ｖｓを電圧Ｖｌに変更して（ステップＳ１３０ｂ）、調整電圧Ｖｓの変更の際に電圧センサ５１ａにより検出される端子間電圧Ｖと電流センサ５１ｂにより検出される充放電電流Ｉとに基づいて低圧バッテリ５１の性能を判定する（ステップＳ１４０〜Ｓ１６０）。こうすれば、低圧バッテリ５１の端子間電圧Ｖを電圧Ｖｌと電圧Ｖｈとの範囲内の電圧で任意の電圧を調整電圧Ｖｓとして設定して低圧系の電圧を調整しているときでも、低圧バッテリ５１の性能をより適正に判定することができる。さらに、この場合、低圧バッテリ５１の性能を判定しようとするときの調整電圧Ｖｓから低圧バッテリ５１に流れる電流が低圧バッテリ５１の性能を判定するのに十分な値となるのに必要な電圧だけ高い電圧や低い電圧に調整電圧Ｖｓを変更して低圧バッテリ５１の性能を判定するものとしてもよい。こうすれば、必要以上に調整電圧Ｖｓが変更されるのを抑制することができる。
【００２４】
実施例のバッテリ性能判定装置５０では、高圧バッテリ４０と低圧バッテリ５１とＤＣ／ＤＣコンバータ５５とを搭載するハイブリッド自動車２０における低圧バッテリ５１の性能を判定するものとしたが、高圧バッテリ４０と低圧バッテリ５１とＤＣ／ＤＣコンバータ５５とを備えるものであれば、ハイブリッド自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載された低圧バッテリの性能を判定する場合に適用してもよく、建設設備などの移動体以外の設備に組み込まれたバッテリの性能を判定する場合に適用するものとしてもよい。
【００２５】
実施例のバッテリ性能判定装置５０では、所定時間毎や所定走行距離毎に低圧バッテリ５１の性能を判定するものとしたが、操作者のスイッチ操作があったときに低圧バッテリ５１の性能を判定するものとしてもよい。
【００２６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、二次電池を備えるシステムの製造産業などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例としてのバッテリ性能判定装置５０を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例の電子制御ユニット７０により実行される性能判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】低圧バッテリ５１から放電している際にＩＶ特性を計算する様子を示す説明図である。
【図４】変形例の電子制御ユニット７０により実行される性能判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２５，２６  インバータ、２７  変速機、２８  駆動軸、３０  プラネタリギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、４０  高圧バッテリ、５０  バッテリ性能判定装置、５１  低圧バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５１ｃ  温度センサ、５５  ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０ａ，６０ｂ  補機、７０  電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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