(57)【要約】【課題】コイル等の大型部品を用いること無く昇圧を行うことができ、第１蓄電池及び第２蓄電池の残量を調整することができる電池残量調整装置を提供する。【解決手段】残量調整装置は、第１蓄電池１の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池２へ供給する昇圧回路４を備え、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を調整する。昇圧回路４は、第１蓄電池１の電力を蓄える第１コンデンサを含む蓄電回路と、蓄電回路の一端部及び他端部が第１蓄電池１の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、一端部が第２蓄電池２の正極に接続され、他端部が第１蓄電池１の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチ４１ａと、各経路が交互に繰り返し切り替えられるように、経路切替スイッチの動作を制御する制御部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電池の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池へ供給する昇圧回路を備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整装置であって、
前記昇圧回路は、
前記第１蓄電池の電力を蓄えるコンデンサを含む蓄電回路と、
該蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチと、
各経路が交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御する制御部と
を備える電池残量調整装置。
【請求項２】
前記蓄電回路は、
抵抗値が可変であり、前記コンデンサに流れる電流を制限する制限抵抗回路を備え、
前記制限抵抗回路は、
前記コンデンサの充電時は抵抗値が高く、前記コンデンサの放電時は抵抗値が低い
請求項１に記載の電池残量調整装置。
【請求項３】
前記制限抵抗回路は、
第１制限抵抗器を有する回路と、第２制限抵抗器及びスイッチを直列接続してなる直列回路とを備え、該直列回路は前記回路に並列接続されており、前記スイッチの開閉を切り替えることによって、抵抗値を変化させる
請求項２に記載の電池残量調整装置。
【請求項４】
前記経路切替スイッチは、
前記蓄電回路の前記一端部を前記第２蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第１スイッチと、
前記蓄電回路の前記一端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第２スイッチと、
前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第３スイッチと、
前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池の負極に接続する経路を開閉する第４スイッチと
を備え、
前記制御部は、
第２スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ及び第３スイッチがオフ状態になる第１通電状態と、第１スイッチ及び第３スイッチがオン状態、第２スイッチ及び第４スイッチがオフ状態になる第２通電状態とが繰り返し切り替えられるように、第１乃至第４スイッチの開閉を制御する
請求項１〜請求項３までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項５】
前記蓄電回路を迂回して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の正極同士を接続する迂回経路と、
該迂回経路を開閉する迂回スイッチと
を備える請求項１〜請求項４までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項６】
前記昇圧回路は、
前記第２蓄電池の電力を蓄える第２のコンデンサを含む第２の蓄電回路と、
該第２の蓄電回路の一端部及び他端部が前記第２蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記第２の蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える第２の経路切替スイッチと
を備える請求項１〜請求項５までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項７】
前記経路切替スイッチは、
更に、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第２蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される経路とを切り替えるようにしてあり、
前記制御部は、
前記第１蓄電池から前記第２蓄電池へ放電する場合、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記蓄電回路の前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とが交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御し、
前記第２蓄電池から前記第１蓄電池へ放電する場合、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第２蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される経路とが交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御する
請求項１〜請求項３までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項８】
前記経路切替スイッチは、
前記蓄電回路の前記一端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第１スイッチと、
前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第２スイッチと、
前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の負極に接続する経路を開閉する第３スイッチと、
前記蓄電回路の前記一端部を前記第２蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第４スイッチと、
前記蓄電回路の前記他端部を前記第２蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第５スイッチと
を備え、
前記制御部は、
前記第１蓄電池から前記第２蓄電池へ放電する場合、第１スイッチ及び第３スイッチがオン状態、第２スイッチ、第４スイッチ及び第５スイッチがオフ状態になる第１通電状態と、第２スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ、第３スイッチ及び第５スイッチがオフ状態になる第２通電状態とが繰り返し切り替えられるように、第１乃至第５スイッチの開閉を制御し、
前記第２蓄電池から前記第１蓄電池へ放電する場合、第３スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ、第２スイッチ及び第５スイッチがオフ状態になる第１通電状態と、第１スイッチ及び第５スイッチがオン状態、第２スイッチ、第３スイッチ及び第４スイッチがオフ状態になる第２通電状態とが繰り返し切り替えられるように、第１乃至第５スイッチの開閉を制御する
請求項７に記載の電池残量調整装置。
【請求項９】
前記制御部は、
各蓄電回路の一端部及び他端部がそれぞれ前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の正極及び負極に接続されるように各経路切替スイッチの動作を制御する蓄電制御部と、
該蓄電制御部による制御を終えた後、前記蓄電回路の前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される状態と、前記第２の蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される状態とを切り替える切替制御部と、
前記第２蓄電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記第２蓄電池の電流を取得する電流取得部と、
前記第２蓄電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが前記第２蓄電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する特定部と、
前記切替制御部にて充放電が切り替えられた場合、前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部と
を備える請求項６に記載の電池残量調整装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記第１蓄電池から前記第２蓄電池へ放電させた後、前記蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される状態、若しくは前記第２蓄電池の正極が前記第１蓄電池の正極に直接的又は間接的に接続される状態に切り替え、
前記第２蓄電池から前記第１蓄電池へ放電させた後、前記蓄電回路の前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される状態、若しくは前記第１蓄電池の正極が前記第２蓄電池の正極に直接的又は間接的に接続される状態に切り替える切替制御部と、
前記第２蓄電池の電圧を取得する電圧取得部と、
前記第２蓄電池の電流を取得する電流取得部と、
前記第２蓄電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが前記第２蓄電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する特定部と、
前記切替制御部にて充放電が切り替えられた場合、前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部と
を備える請求項７又は請求項８に記載の電池残量調整装置。
【請求項１１】
前記抵抗算出部は、
充放電の切り替え前に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流、並びに前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する請求項９又は請求項１０に記載の電池残量調整装置。
【請求項１２】
前記抵抗算出部は、
前記特定部で特定した待機時間後に前記電流取得部で取得した電流が所定の閾値より大きい場合、前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する請求項９〜請求項１１までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項１３】
前記特定部は、
さらに、前記第２蓄電池の充電率に基づいて待機時間を特定する請求項９〜請求項１２までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項１４】
前記第２蓄電池の温度を取得する温度取得部を備え、
前記特定部は、
さらに、前記温度取得部で取得した温度に基づいて待機時間を特定する請求項９〜請求項１３までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項１５】
前記抵抗算出部で算出した内部抵抗、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて、前記第２蓄電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部と、
該開放電圧算出部で算出した開放電圧に基づいて前記第２蓄電池の充電率を算出する充電率算出部と
を備える請求項９〜請求項１４までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項１６】
前記第２蓄電池の内部抵抗の初期値に対する前記抵抗算出部で算出した内部抵抗の割合に基づいて前記第２蓄電池の劣化度を算出する劣化度算出部を備える請求項９〜請求項１５までのいずれか一項に記載の電池残量調整装置。
【請求項１７】
第１蓄電池の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池へ供給することにより、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整方法であって、
コンデンサを含む蓄電回路の一端部及び他端部を前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続するステップと、
前記蓄電回路の前記一端部及び他端部をそれぞれ前記第２蓄電池の正極及び前記第１蓄電池の正極に接続するステップと
を有し、
各ステップを交互に繰り返し実行する電池残量調整方法。
【請求項１８】
第１蓄電池の電圧を昇圧して第２蓄電池へ供給するために、前記第１蓄電池の電力を蓄えるコンデンサを含む蓄電回路と、該蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチとを有する昇圧回路を備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整装置の動作をコンピュータに制御させるための制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続されるように前記経路切替スイッチの動作を制御するステップと、
前記蓄電回路の前記一端部及び他端部がそれぞれ前記第２蓄電池の正極及び前記第１蓄電池の正極に接続されるように前記経路切替スイッチの動作を制御するステップと
を交互に繰り返し実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池残量調整装置、電池残量調整方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２種類の蓄電池を車両に搭載し、用途に応じて使い分けるシステムが実用化されている。例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）等の車両は、リチウムイオン電池及び鉛蓄電池を搭載しており、回生電力の受け入れをリチウムイオン電池が行い、鉛蓄電池の電力でエンジンの始動を行う等、電池の特性に応じて、使い分けがなされ、燃費の向上が図られている。
【０００３】
ところで、ＨＥＶ車においては、電力回生時にリチウムイオン電池が満充電状態にあると、回生電力を蓄えることができない。また、鉛蓄電池も不規則的に発生する回生電力を効率的に蓄電することができない。そこで、リチウムイオン電池及び鉛蓄電池を並列に接続し、各蓄電池を充放電させることによって、電池残量を調整する技術が知られている。
また、放電側の蓄電池の電圧が充電側の蓄電池の電圧よりも高いとは限らないため、電池残量を調整することができない場合がある。この問題を解決するために、ＤＣ／ＤＣコンバータを介してリチウムイオン電池及び鉛蓄電池を並列接続する技術がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６６４７２号
【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、ＤＣ／ＤＣコンバータはコイル等の大型部品を備えており、装置の大型化が問題となる。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイル等の大型部品を用いること無く昇圧を行うことができ、第１蓄電池及び第２蓄電池の残量を調整することができる電池残量調整装置、電池残量調整方法及び制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本態様に係る電池残量調整装置は、第１蓄電池の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池へ供給する昇圧回路を備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整装置であって、前記昇圧回路は、前記第１蓄電池の電力を蓄えるコンデンサを含む蓄電回路と、該蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチと、各経路が交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御する制御部とを備える。
【０００８】
本態様に係る電池残量調整方法は、第１蓄電池の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池へ供給することにより、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整方法であって、コンデンサを含む蓄電回路の一端部及び他端部を前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続するステップと、前記蓄電回路の前記一端部及び他端部をそれぞれ前記第２蓄電池の正極及び前記第１蓄電池の正極に接続するステップとを有し、各ステップを交互に繰り返し実行する。
【０００９】
本態様に係る制御プログラムは、第１蓄電池の電圧を昇圧して第２蓄電池へ供給するために、前記第１蓄電池の電力を蓄えるコンデンサを含む蓄電回路と、該蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチとを有する昇圧回路を備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整装置の動作をコンピュータに制御させるための制御プログラムであって、前記コンピュータに、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続されるように前記経路切替スイッチの動作を制御するステップと、前記蓄電回路の前記一端部及び他端部がそれぞれ前記第２蓄電池の正極及び前記第１蓄電池の正極に接続されるように前記経路切替スイッチの動作を制御するステップとを交互に繰り返し実行させる。
【００１０】
なお、本願は、このような特徴的な制御部を備える電池残量調整装置として実現することができるだけでなく、電池残量調整装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現したり、電池残量調整装置を含むその他のシステムとして実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
上記によれば、コイル等の大型部品を用いること無く昇圧を行うことができ、第１蓄電池及び第２蓄電池の残量を調整することができる電池残量調整装置、電池残量調整方法及び制御プログラムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一態様にかかる電池残量調整装置を搭載した車両の要部の一構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る昇圧回路の一構成例を示す回路図である。
【図３】実施形態１に係る電池状態監視装置の一構成例を示す回路ブロック図である。
【図４】実施形態１に係る電池残量調整処理に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図６】実施形態１に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図７】実施形態１に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。
【図８】実施形態１に係る電池残量調整処理に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態１に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図１０】実施形態１に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図１１】実施形態１に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施形態２に係る昇圧回路の一構成例を示す回路図である。
【図１３】実施形態３に係る第２蓄電池の等価回路の一例を示す説明図である。
【図１４】実施形態３に係る第２蓄電池のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。
【図１５】実施形態３に係る第２蓄電池の充電率を変化させた場合のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。
【図１６】実施形態３に係る第２蓄電池の温度を変化させた場合のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。
【図１７】実施形態３に係る第２蓄電池の新品及び劣化品のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。
【図１８】実施形態３に係る第２蓄電池の境界周波数域に対応する待機時間の一例を示す説明図である。
【図１９】実施形態３に係る第２蓄電池の開放電圧と充電率との相関関係の一例を示す説明図である。
【図２０】実施形態３に係る第２蓄電池の内部抵抗増加率と放電容量比との相関関係の一例を示す説明図である。
【図２１】実施形態３に係る電池状態監視装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】実施形態３に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図２３】実施形態３に係る電池状態監視装置の内部抵抗算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図２４】実施形態３に係る電池状態監視装置の待機時間特定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図２５】実施形態３に係る電池状態監視装置の充電率算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図２６】実施形態３に係る電池状態監視装置の劣化度算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７】実施形態４に係る昇圧回路の一構成例を示す回路図である。
【図２８】実施形態５に係る昇圧回路の一構成例を示す回路図である。
【図２９】実施形態５に係る電池残量調整処理に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３０】実施形態５に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図３１】実施形態５に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図３２】実施形態５に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。
【図３３】実施形態５に係る電池残量調整処理に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図３４】実施形態５に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図３５】実施形態５に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。
【図３６】実施形態５に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００１４】
（１）本態様に係る電池残量調整装置は、第１蓄電池の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池へ供給する昇圧回路を備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整装置であって、前記昇圧回路は、前記第１蓄電池の電力を蓄えるコンデンサを含む蓄電回路と、該蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチと、各経路が交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御する制御部とを備える。
【００１５】
本態様にあっては、蓄電回路の一端部及び他端部を第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続することによって、第１蓄電池の電力を蓄電回路のコンデンサに蓄えることができる。コンデンサの両端電圧は第１蓄電池の電圧と等しくなる。次いで、蓄電回路の一端部を第２蓄電池の正極に接続し、他端部を第１蓄電池の正極に接続することによって、蓄電回路の一端部の電圧は、第１蓄電池の電圧の略２倍に昇圧される。第２蓄電池は、第１蓄電池の２倍の電圧で充電される。従って、第１蓄電池の電圧が第２蓄電池の電圧より低い場合であっても、第１蓄電池から第２蓄電池へ放電させ、第２蓄電池を充電することができる。
なお、蓄電回路には、コンデンサのみで構成される回路も含まれる。
【００１６】
（２）前記蓄電回路は、抵抗値が可変であり、前記コンデンサに流れる電流を制限する制限抵抗回路を備え、前記制限抵抗回路は、前記コンデンサの充電時は抵抗値が高く、前記コンデンサの放電時は抵抗値が低い構成が好ましい。
【００１７】
本態様にあっては、コンデンサを充電する場合、制限抵抗回路の抵抗値を高く設定することにより、第１蓄電池をコンデンサに接続した際に第１蓄電池からコンデンサへ大電流が流れることを防ぐことができる。また、コンデンサを放電させて第２蓄電池の充電を行う場合、制限抵抗回路の抵抗値を低く設定することにより、制限抵抗回路による損失を抑え、効率的に第２蓄電池を充電することができる。
【００１８】
（３）前記制限抵抗回路は、第１制限抵抗器を有する回路と、第２制限抵抗器及びスイッチを直列接続してなる直列回路とを備え、該直列回路は前記回路に並列接続されており、前記スイッチの開閉を切り替えることによって、抵抗値を変化させる構成が好ましい。
【００１９】
本態様にあっては、スイッチがオフ状態になった場合、制限抵抗回路の抵抗値は、第１制限抵抗器の抵抗値となり、スイッチがオン状態になった場合、制限抵抗回路の抵抗値は、第１抵抗器及び第２抵抗器を並列接続したときの抵抗値となる。つまり、制限抵抗回路のスイッチをオフ状態に切り替えることによって抵抗値を高く設定し、スイッチをオン状態に切り替えることによって抵抗値を低く設定することができる。このように、本態様によれば、簡単な回路構成及び制御で制限抵抗器の抵抗値を変化させることができる。
【００２０】
（４）前記経路切替スイッチは、前記蓄電回路の前記一端部を前記第２蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第１スイッチと、前記蓄電回路の前記一端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第２スイッチと、前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第３スイッチと、前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池の負極に接続する経路を開閉する第４スイッチとを備え、前記制御部は、第２スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ及び第３スイッチがオフ状態になる第１通電状態と、第１スイッチ及び第３スイッチがオン状態、第２スイッチ及び第４スイッチがオフ状態になる第２通電状態とが繰り返し切り替えられるように、第１乃至第４スイッチの開閉を制御する構成が好ましい。
【００２１】
本態様にあっては、制御部は、第２スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ及び第３スイッチがオフ状態になるように第１乃至第４スイッチの開閉を制御することによって、第１蓄電池の電力をコンデンサに蓄えることができる。次いで、制御部は、第１スイッチ及び第３スイッチがオン状態、第２スイッチ及び第４スイッチがオフ状態になるように第１乃至第４スイッチの開閉を制御することによって、コンデンサの電圧を第１蓄電池の略２倍に昇圧し、第２蓄電池を充電することができる。
【００２２】
（５）前記蓄電回路を迂回して、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の正極同士を接続する迂回経路と、該迂回経路を開閉する迂回スイッチとを備える構成が好ましい。
【００２３】
本態様にあっては、昇圧が不要な場合、迂回スイッチをオン状態に制御することによって、第１蓄電池及び第２蓄電池の正極同士を接続し、第１蓄電池及び第２蓄電池を充放電させ、電池残量を調整することができる。コンデンサを介さずに接続され、経路の切り替え制御も不要であるため、低損失で第１蓄電池及び第２蓄電池の電池残量を調整することができる。
【００２４】
（６）前記昇圧回路は、第２蓄電池の電力を蓄える第２のコンデンサを含む第２の蓄電回路と、該第２の蓄電回路の一端部及び他端部が前記第２蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記第２の蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える第２の経路切替スイッチとを備える構成が好ましい。
【００２５】
本態様にあっては、態様（１）と同様にして、第２蓄電池の電圧が第１蓄電池の電圧より低い場合であっても、第２蓄電池から第１蓄電池へ放電させ、第１蓄電池を充電することができる。
【００２６】
（７）前記経路切替スイッチは、更に、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第２蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される経路とを切り替えるようにしてあり、前記制御部は、前記第１蓄電池から前記第２蓄電池へ放電する場合、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記蓄電回路の前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とが交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御し、前記第２蓄電池から前記第１蓄電池へ放電する場合、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第２蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される経路とが交互に繰り返し切り替えられるように、前記経路切替スイッチの動作を制御する構成が好ましい。
【００２７】
本態様によれば、態様（１）と同様、第２蓄電池の電圧が第１蓄電池の電圧より低い場合であっても、第２蓄電池を昇圧し、第２蓄電池から第１蓄電池へ放電させ、第１蓄電池を充電することができる。
【００２８】
（８）前記経路切替スイッチは、前記蓄電回路の前記一端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第１スイッチと、前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第２スイッチと、前記蓄電回路の前記他端部を前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の負極に接続する経路を開閉する第３スイッチと、前記蓄電回路の前記一端部を前記第２蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第４スイッチと、前記蓄電回路の前記他端部を前記第２蓄電池の正極に接続する経路を開閉する第５スイッチとを備え、前記制御部は、前記第１蓄電池から前記第２蓄電池へ放電する場合、第１スイッチ及び第３スイッチがオン状態、第２スイッチ、第４スイッチ及び第５スイッチがオフ状態になる第１通電状態と、第２スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ、第３スイッチ及び第５スイッチがオフ状態になる第２通電状態とが繰り返し切り替えられるように、第１乃至第５スイッチの開閉を制御し、前記第２蓄電池から前記第１蓄電池へ放電する場合、第３スイッチ及び第４スイッチがオン状態、第１スイッチ、第２スイッチ及び第５スイッチがオフ状態になる第１通電状態と、第１スイッチ及び第５スイッチがオン状態、第２スイッチ、第３スイッチ及び第４スイッチがオフ状態になる第２通電状態とが繰り返し切り替えられるように、第１乃至第５スイッチの開閉を制御する構成が好ましい。
【００２９】
本態様によれば、第１及び第２蓄電池を昇圧して充放電させる昇圧回路を５つのスイッチで構成することができる。
制御部は、第１スイッチないし第５スイッチの開閉を制御することによって、態様（１）のように、第１蓄電池を昇圧し、第２蓄電池を充電することができる。また、制御部は、第１スイッチないし第５スイッチの開閉を制御することによって、第２蓄電池を昇圧し、第１蓄電池を充電することができる。このように、同一の昇圧回路を用いて、第１蓄電池及び第２蓄電池を双方向に充放電させることができる。
【００３０】
（９）前記制御部は、各蓄電回路の一端部及び他端部がそれぞれ前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の正極及び負極に接続されるように各経路切替スイッチの動作を制御する蓄電制御部と、該蓄電制御部による制御を終えた後、前記蓄電回路の前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される状態と、前記第２の蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される状態とを切り替える切替制御部と、前記第２蓄電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記第２蓄電池の電流を取得する電流取得部と、前記第２蓄電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが前記第２蓄電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する特定部と、前記切替制御部にて充放電が切り替えられた場合、前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部とを備える構成が好ましい。
【００３１】
制御部の蓄電制御部は、各蓄電回路の一端部及び他端部がそれぞれ第１蓄電池及び第２蓄電池の正極及び負極に接続されるように各経路切替スイッチの動作を制御することによって、各蓄電池回路のコンデンサを充電することができる。
そして、切替制御部は、各蓄電池回路のコンデンサを充電した後、各経路切替スイッチの動作を制御することによって、第２蓄電池の充放電状態を切り替えることができる。例えば、第２蓄電池が充電を行っている状態から、第２蓄電池が放電を行ってる状態に切り替えることができる。また、第２蓄電池が放電を行っている状態から、第２蓄電池が充電を行っている状態に切り替えることができる。両コンデンサを充電しているため、第１蓄電池及び第２蓄電池の電圧が異なる場合であっても、第２蓄電池の充放電状態を切り替えることができる。
電圧取得部は第２蓄電池の電圧を取得し、電流取得部は第２蓄電池の電流（充電電流又は放電電流）を取得する。
特定部は、第２蓄電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが第２蓄電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する。インピーダンススペクトルは、コールコール（Cole-Cole）プロット又はナイキストプロットとも称し、交流インピーダンス法を用いて第２蓄電池のインピーダンスを複数の周波数で測定した値をプロットしたものである。
第２蓄電池は、電解液バルクの抵抗Ｒｓ、界面電荷移動抵抗Ｒｃ、電気二重層キャパシタンスＣ、拡散インピーダンスＺｗで構成される等価回路で表すことができる（図１３参照）。そして、第２蓄電池の内部抵抗は、電解液バルクの抵抗Ｒｓ及び界面電荷移動抵抗Ｒｃが主要部分を占める。一方、交流インピーダンス法での周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、ある周波数域（境界周波数域と称する）で、拡散インピーダンスＺｗが増加し、第２蓄電池のインピーダンスが増加する（第２蓄電池のインピーダンスに寄与する）。そこで、拡散インピーダンスＺｗが増加する前の境界周波数域でのインピーダンスが第２蓄電池の内部抵抗を表すということができる。交流インピーダンス法での周波数ｆと、直流を通電してから測定するまでの待機時間Ｔとの間には、Ｔ＝１／（２×ｆ）という関係、すなわち待機時間Ｔは、例えば、周波数ｆの２倍の逆数という関係から特定することができる。例えば、周波数ｆが５Ｈｚの場合、待機時間Ｔは０．１秒となる。なお、待機時間Ｔを周波数ｆの２倍の逆数とするのは一例であって、例えば、待機時間Ｔを周波数ｆの４倍の逆数としてもよい。
抵抗算出部は、第２蓄電池の充放電状態が切り替えられた場合、特定部で特定した待機時間後に電圧取得部で取得した電圧及び電流取得部で取得した電流に基づいて第２蓄電池の内部抵抗を算出する。充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、第２蓄電池の内部抵抗のうち、例えば、拡散抵抗（拡散インピーダンス）及び電荷移動抵抗は一旦リセットされ、通電時間に応じて内部抵抗が増加し始める。そこで、第２蓄電池の充放電状態が切り替えられた場合、待機時間Ｔ後の電圧Ｖｃ、電流Ｉｃを取得することにより、第２蓄電池の内部抵抗を算出することができる。これにより、充放電の切り替え後、短時間（例えば、０．１秒程度）で内部抵抗を求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも充電又は放電の切り替わり後、比較的短時間で第２蓄電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００３２】
（１０）前記制御部は、前記第１蓄電池から前記第２蓄電池へ放電させた後、前記蓄電回路の前記一端部が前記第１蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第２蓄電池の正極に接続される状態、若しくは前記第２蓄電池の正極が前記第１蓄電池の正極に直接的又は間接的に接続される状態に切り替え、前記第２蓄電池から前記第１蓄電池へ放電させた後、前記蓄電回路の前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される状態、若しくは前記第１蓄電池の正極が前記第２蓄電池の正極に直接的又は間接的に接続される状態に切り替える切替制御部と、前記第２蓄電池の電圧を取得する電圧取得部と、前記第２蓄電池の電流を取得する電流取得部と、前記第２蓄電池のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが前記第２蓄電池のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する特定部と、前記切替制御部にて充放電が切り替えられた場合、前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部とを備える構成が好ましい。
【００３３】
本態様にあっては、制御部は、第１蓄電池から第２蓄電池へ放電が行われた場合、第２蓄電池の充電後、経路切替スイッチの動作を制御することによって、第２蓄電池の充放電状態を切り替えることができる。例えば、制御部は、蓄電回路の一端部が第１蓄電池の正極に接続され、他端部が第２蓄電池の正極に接続される状態に切り替えることによって、第２蓄電池が充電を行っている状態から、第２蓄電池が放電を行っている状態に切り替えることができる。また、第２蓄電池の方が第１蓄電池に比べ出力電圧が高い場合、制御部は、第２蓄電池の正極が第１蓄電池の正極に接続される状態に切り替えることによって、第２蓄電池が充電を行っている状態から、第２蓄電池が放電を行っている状態に切り替えることができる。従って、態様（９）と同様にして、充電又は放電の切り替わり後、比較的短時間で第２蓄電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
また、制御部は、第２蓄電池から第１蓄電池へ放電が行われた場合、第２蓄電池の放電後、経路切替スイッチの動作を制御することによって、第２蓄電池の充放電状態を切り替えることができる。例えば、制御部は、蓄電回路の一端部が第２蓄電池の正極に接続され、他端部が第１蓄電池の正極に接続される状態に切り替えることによって、第２蓄電池が放電を行っている状態から、第２蓄電池が充電を行っている状態に切り替えることができる。また、制御部は、第２蓄電池の方が第１蓄電池に比べ出力電圧が低い場合、第２蓄電池の正極が第１蓄電池の正極に接続される状態に切り替えることによって、第２蓄電池が放電を行っている状態から、第２蓄電池が充電を行っている状態に切り替えることができる。従って、態様（９）と同様にして、充電又は放電の切り替わり後、比較的短時間で第２蓄電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
なお、第１蓄電池及び第２蓄電池の正極を接続する場合、正極同士を直接的に接続しても良いし、制限抵抗等、他の回路を介して間接的に接続しても良い。
【００３４】
（１１）前記抵抗算出部は、充放電の切り替え前に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流、並びに前記特定部で特定した待機時間後に前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する構成が好ましい。
【００３５】
抵抗算出部は、充放電の切り替え前に電圧取得部で取得した電圧Ｖｂ及び電流取得部で取得した電流Ｉｂ、並びに特定部で特定した待機時間Ｔ後に電圧取得部で取得した電圧Ｖｃ及び電流取得部で取得した電流Ｉｃに基づいて第２蓄電池の内部抵抗Ｒを算出する。２点間の電圧、電流から求められる直線の傾きの絶対値が、第２蓄電池の内部抵抗を示す。そこで、内部抵抗Ｒは、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）で算出することができる。これにより、充放電の切り替え後、短時間（例えば、０．１秒程度）で内部抵抗を求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも第２蓄電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００３６】
（１２）前記抵抗算出部は、前記特定部で特定した待機時間後に前記電流取得部で取得した電流が所定の閾値より大きい場合、前記第２蓄電池の内部抵抗を算出する構成が好ましい。
【００３７】
抵抗算出部は、特定部で特定した待機時間Ｔ後に電流取得部で取得した電流が所定の閾値より大きい場合、第２蓄電池の内部抵抗を算出する。内部抵抗を算出するために待機時間Ｔが経過した後に取得した電流が小さい場合には、内部抵抗を精度よく算出することができないので、電流が所定の閾値より大きい場合という条件を加えることで、内部抵抗の算出精度を上げることができる。
【００３８】
（１３）前記特定部は、さらに、前記第２蓄電池の充電率に基づいて待機時間を特定する構成が好ましい。
【００３９】
特定部は、さらに、第２蓄電池の充電率（ＳＯＣ）に基づいて待機時間を特定する。充電率（ＳＯＣ）が小さいほど、境界周波数域は小さくなり、境界周波数域での周波数ｆに逆比例する待機時間Ｔは大きくなる。そこで、例えば、充電率に応じた補正係数Ｋ１を定めておき、第２蓄電池の充電率に応じて待機時間を補正して最終的な待機時間を特定する。これにより、第２蓄電池の充電率に関わらず内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００４０】
（１４）前記第２蓄電池の温度を取得する温度取得部を備え、前記特定部は、さらに、前記温度取得部で取得した温度に基づいて待機時間を特定する構成が好ましい。
【００４１】
温度取得部は、第２蓄電池の温度を取得する。特定部は、さらに、温度取得部で取得した温度に基づいて待機時間を特定する。第２蓄電池の温度が低いほど、境界周波数域は小さくなり、境界周波数域での周波数ｆに逆比例する待機時間Ｔは大きくなる。そこで、例えば、第２蓄電池の温度に応じた補正係数Ｋ２を定めておき、第２蓄電池の温度に応じて待機時間を補正して最終的な待機時間を特定する。これにより、第２蓄電池の温度に関わらず内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００４２】
（１５）前記抵抗算出部で算出した内部抵抗、前記電圧取得部で取得した電圧及び前記電流取得部で取得した電流に基づいて、前記第２蓄電池の開放電圧を算出する開放電圧算出部と、該開放電圧算出部で算出した開放電圧に基づいて前記第２蓄電池の充電率を算出する充電率算出部とを備える構成が好ましい。
【００４３】
開放電圧算出部は、抵抗算出部で算出した内部抵抗Ｒ、電圧取得部で取得した電圧Ｖ及び電流取得部で取得した電流Ｉに基づいて、第２蓄電池の開放電圧を算出する。第２蓄電池の開放電圧をＯＣＶとすると、ＯＣＶ＝Ｖ−Ｖｏで算出することができる。ここで、Ｖｏは過電圧であり、内部抵抗Ｒ×電流Ｉで表される電圧に分極電圧を加えた電圧である。
充電率算出部は、開放電圧算出部で算出した開放電圧に基づいて第２蓄電池の充電率を算出する。例えば、第２蓄電池の開放電圧ＯＣＶと充電率（ＳＯＣ）との相関関係を予め定めておくことにより、算出した開放電圧に基づいて第２蓄電池の充電率を算出することができる。
【００４４】
（１６）前記第２蓄電池の内部抵抗の初期値に対する前記抵抗算出部で算出した内部抵抗の割合に基づいて前記第２蓄電池の劣化度を算出する劣化度算出部を備える構成が好ましい。
【００４５】
劣化度算出部は、第２蓄電池の内部抵抗の初期値Ｒ０に対する抵抗算出部で算出した内部抵抗Ｒの割合に基づいて第２蓄電池の劣化度（ＳＯＨ）を算出する。内部抵抗の増加率と放電容量比（劣化度）との相関関係を予め定めておき、内部抵抗の割合Ｒ／Ｒ０に対応する放電容量比を特定することにより、劣化度（ＳＯＨ）を算出することができる。
【００４６】
（１７）本態様に係る電池残量調整方法は、第１蓄電池の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池へ供給することにより、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整方法であって、コンデンサを含む蓄電回路の一端部及び他端部を前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続するステップと、前記蓄電回路の前記一端部及び他端部をそれぞれ前記第２蓄電池の正極及び前記第１蓄電池の正極に接続するステップとを有し、各ステップを交互に繰り返し実行する。
【００４７】
本態様によれば、態様（１）と同様、第１蓄電池の電圧が第２蓄電池の電圧より低い場合であっても、第１蓄電池から第２蓄電池へ放電させ、第２蓄電池を充電することができる。
【００４８】
（１８）本態様に係る制御プログラムは、第１蓄電池の電圧を昇圧して第２蓄電池へ供給するために、前記第１蓄電池の電力を蓄えるコンデンサを含む蓄電回路と、該蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、前記一端部が前記第２蓄電池の正極に接続され、前記他端部が前記第１蓄電池の正極に接続される経路とを切り替える経路切替スイッチとを有する昇圧回路を備え、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の残量を調整する電池残量調整装置の動作をコンピュータに制御させるための制御プログラムであって、前記コンピュータに、前記蓄電回路の一端部及び他端部が前記第１蓄電池の正極及び負極にそれぞれ接続されるように前記経路切替スイッチの動作を制御するステップと、前記蓄電回路の前記一端部及び他端部がそれぞれ前記第２蓄電池の正極及び前記第１蓄電池の正極に接続されるように前記経路切替スイッチの動作を制御するステップとを交互に繰り返し実行させる。
【００４９】
本態様によれば、態様（１）と同様、第１蓄電池の電圧が第２蓄電池の電圧より低い場合であっても、第１蓄電池から第２蓄電池へ放電させ、第２蓄電池を充電する制御をコンピュータに実行させることができる。
【００５０】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る電池残量調整装置、電池残量調整方法及び制御プログラムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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及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。
【００５１】
（実施形態１）
図１は、本発明の一態様にかかる電池残量調整装置３を搭載した車両の要部の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、車両には、第１蓄電池１、第２蓄電池２、電池残量調整装置３、電装品負荷６、負荷７、始動モータ８及び発電機９が搭載されている。電池残量調整装置３は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２間に設けられ、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧を昇圧する昇圧回路４と、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の状態を監視すると共に、昇圧回路４の動作を制御する電池状態監視装置５とを備える。
【００５２】
第１蓄電池１は、車両に搭載された車内灯、パワーウィンド等の電装品負荷６に接続されており、電装品負荷６は第１蓄電池１の電力によって駆動する。第１蓄電池１には、始動リレーｒ１を介して始動モータ８に接続されている。始動リレーｒ１がオン状態になると、始動モータ８は第１蓄電池１の電力によって駆動し、ガソリンエンジンが始動する。
【００５３】
第２蓄電池２は、例えば複数の単電池を直列接続してなるリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等である。なお、リチウムイオン、ニッケル水素電池は第２蓄電池２の一例であり、その種類、出力電圧は特に限定されるものでは無い。また、単一の電池で第２蓄電池２を構成しても良い。更に、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の種類は同一でも良いし、異なる種類であっても良い。第１蓄電池１及び第２蓄電池２の特性の異同も特に限定されるものでは無い。
【００５４】
第２蓄電池２の正極には、負荷リレーｒ２を介して負荷７に接続されている。負荷７は、例えば車両に搭載されたエアコン等である。負荷７は、第１蓄電池１に接続される電装品負荷６よりも高負荷で駆動する電装品である。また、第２蓄電池２の正極には、充電リレーｒ３を介して発電機９に接続されている。発電機９は、例えばガソリンエンジンによって動作し、発電するオルタネータであり、内部に設けられた整流回路により直流の電力を、第１蓄電池１及び第２蓄電池２へ出力する。
負荷リレーｒ２及び充電リレーｒ３がオン状態で、ガソリンエンジンが駆動している場合、発電機９から第２蓄電池２に電力が供給され、第２蓄電池２の充電が行われる。負荷リレーｒ２がオン状態、充電リレーｒ３がオフ状態にある場合、第２蓄電池２から負荷７へ給電される。
【００５５】
電池状態監視装置５は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧、電流、温度等を検出し、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の状態を監視している。例えば、電池状態監視装置５は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の内部抵抗を算出し、電池の残量、劣化度等を監視している。また、電池状態監視装置５は、負荷リレーｒ２及び充電リレーｒ３の開閉を制御している。電池状態監視装置５の構成及び制御内容の詳細は後述する。
【００５６】
図２は、実施形態１に係る昇圧回路４の一構成例を示す回路図である。昇圧回路４は、第１蓄電池１の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池２へ供給するための第１蓄電回路４１を備える。第１蓄電回路４１は、第１蓄電池１の電力を蓄える第１コンデンサＣ１を有し、第１コンデンサＣ１には第１抵抗器Ｒ１が直列接続されている。昇圧回路４は、第１コンデンサＣ１及び第１抵抗器Ｒ１からなる直列回路である第１蓄電回路４１の一端部及び他端部が第１蓄電池１の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、上記一端部が第２蓄電池２の正極に接続され、上記他端部が第１蓄電池１の正極に接続される経路とを切り替える第１経路切替スイッチ４１ａを備える。
【００５７】
具体的には、第１経路切替スイッチ４１ａは、直列接続された第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４を有する。
第１スイッチＳＷ１の一端部は第２蓄電池２の正極に接続され、第１スイッチＳＷ１の他端部は、第２スイッチＳＷ２の一端部と、第１コンデンサＣ１の正極端とに接続されている。第１コンデンサＣ１の負極は、第１抵抗器Ｒ１の一端部に接続されている。
第２スイッチＳＷ２の他端部は、第１蓄電池１の正極と、第３スイッチＳＷ３の一端部に接続されている。第３スイッチＳＷ３の他端部は、第４スイッチＳＷ４の一端部と、第１抵抗器Ｒ１の他端部とに接続されている。第４スイッチＳＷ４の他端部は第１蓄電池１の負極に接続されている。
【００５８】
また、昇圧回路４は、第２蓄電池２の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第１蓄電池１へ供給するための第２蓄電回路４２を備える。第２蓄電回路４２は、第２蓄電池２の電力を蓄える第２コンデンサＣ２を有し、第２コンデンサＣ２には第２抵抗器Ｒ２が直列接続されている。昇圧回路４は、第２コンデンサＣ２及び第２抵抗器Ｒ２からなる直列回路である第２蓄電回路４２の一端部及び他端部が第２蓄電池２の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、上記一端部が第１蓄電池１の正極に接続され、上記他端部が第２蓄電池２の正極に接続される経路とを切り替える第２経路切替スイッチ４２ａを備える。
【００５９】
具体的には、第２経路切替スイッチ４２ａは、直列接続された第５スイッチＳＷ５、第６スイッチＳＷ６、第７スイッチＳＷ７及び第８スイッチＳＷ８を有する。
第５スイッチＳＷ５の一端部は第１蓄電池１の正極に接続され、第５スイッチＳＷ５の他端部は、第６スイッチＳＷ６の一端部と、第２コンデンサＣ２の正極端とに接続されている。第２コンデンサＣ２の負極は、第２抵抗器Ｒ２の一端部に接続されている。
第６スイッチＳＷ６の他端部は、第２蓄電池２の正極と、第７スイッチＳＷ７の一端部に接続されている。第７スイッチＳＷ７の他端部は、第８スイッチＳＷ８の一端部と、第２抵抗器Ｒ２の他端部とに接続されている。第８スイッチＳＷ８の他端部は第２蓄電池２の負極に接続されている。
【００６０】
図３は、実施形態１に係る電池状態監視装置５の一構成例を示す回路ブロック図である。電池状態監視装置５は、負荷リレーｒ２及び充電リレーｒ３の開閉を制御すると共に、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧、電流、温度等を検出し、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の状態を監視している。例えば、電池状態監視装置５は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を算出する。そして、電池状態監視装置５は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量に応じて、昇圧回路４の動作を制御し、第１蓄電池１及び第２蓄電池２を充放電させ、各電池の残量を調整している。
【００６１】
電池状態監視装置５は、自装置全体の動作を制御する制御部５１、記憶部５２、第１温度検出部５３、第１電圧検出部５４、第１電流検出部５５、第２温度検出部５６、第２電圧検出部５７、第２電流検出部５８及び信号出力部５９を備える。
【００６２】
第１温度検出部５３は、例えば、サーミスタ５３ａを備える。第１温度検出部５３のサーミスタ５３ａは、第１蓄電池１の所定箇所に配されている。第１温度検出部５３は、サーミスタ５３ａの両端電圧を検出し、検出された両端電圧を温度に換算し、温度を示す情報を制御部５１へ出力する。なお、サーミスタ５３ａを備える構成は第１温度検出部５３の一例であり、測温抵抗体、半導体温度センサ、熱電対等を用いて温度を検出する等、公知の温度センサを用いることができる。
【００６３】
第１電圧検出部５４は、例えば、第１蓄電池１の両端電圧を検出し、第１蓄電池１の電圧を示す情報を制御部５１へ出力する。
【００６４】
第１電流検出部５５は、例えば、第１蓄電池１の電流を検出するためのシャント抵抗５５ａを備える。シャント抵抗５５ａは、第１蓄電池１に直列接続されている。第１電流検出部５５は、シャント抵抗５５ａの両端電圧を検出し、検出された両端電圧を電流に換算し、第１蓄電池１の電流を示す情報を制御部５１へ出力する。なお、シャント抵抗５５ａを備える構成は第１電流検出部５５の一例であり、ホール素子を用いて電流を検出する等、公知の電流センサを用いることができる。
【００６５】
第２温度検出部５６は、例えば、サーミスタ５６ａを備える。第２温度検出部５６の構成は、第１温度検出部５３と同様であり、第２蓄電池２の温度を示す情報を制御部５１へ出力する。
【００６６】
第２電圧検出部５７は、例えば、第２蓄電池２を構成する各単電池の両端電圧を検出し、各単電池の電圧を示す情報を制御部５１へ出力する。
【００６７】
第２電流検出部５８は、例えば、第２蓄電池２の電流を検出するためのシャント抵抗５８ａを備える。シャント抵抗５８ａは、第２蓄電池２に直列接続されている。第２電流検出部５８は、シャント抵抗５８ａの両端電圧を検出し、検出された両端電圧を電流に換算し、第２蓄電池２の電流を示す情報を制御部５１へ出力する。
【００６８】
信号出力部５９は、制御部５１の制御に従って、昇圧回路４の各スイッチの開閉を制御するための開閉信号を出力する。
【００６９】
制御部５１は、例えばＣＰＵ５１ａ（Central Processing Unit）、内部記憶部５１ｂ、タイマ５１ｃ、インタフェース５１ｄ等を有するコンピュータである。内部記憶部５１ｂは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリである。ＣＰＵ５１ａはインタフェース５１ｄを介して第１温度検出部５３、第１電圧検出部５４、第１電流検出部５５、第２温度検出部５６、第２電圧検出部５７、第２電流検出部５８、信号出力部５９に接続している。制御部５１は記憶部５２に記憶されている後述の制御プログラム５２ａを実行することにより、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を算出する。そして、制御部５１は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量に応じて開閉信号を信号出力部５９から出力して昇圧回路４を動作させ、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量調整に係る処理を実行する。
なお、ここではマイコンである制御部５１がソフトウェア的に電池状態監視装置５の動作を制御する例を説明するが、制御部５１が実行する処理の一部を専用ＬＳＩ（Large-Scale Integration）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を用いて実行するように構成しても良い。
【００７０】
記憶部５２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶部５２は、昇圧回路４の各スイッチの開閉を制御することにより、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を調整する処理を実行するための制御プログラム５２ａを記憶している。なお、制御プログラム５２ａは、記録媒体にコンピュータ読み取り可能に記録されている態様でも良い。記憶部５２は、図示しない読出装置によって記録媒体から読み出された制御プログラム５２ａを記憶する。記録媒体はＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ、ＢＤ（Blu-ray(登録商標) Disc）等の光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等の磁気ディスク、磁気光ディスク、半導体メモリ等である。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから実施形態１に係る制御プログラム５２ａをダウンロードし、記憶部５２に記憶させても良い。
【００７１】
＜第１蓄電池１から第２蓄電池２への放電処理＞
以下、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも低い場合において、第１蓄電池１の電力にて第２蓄電池２の充電を行う例を説明する。
図４は、実施形態１に係る電池残量調整処理に係る制御部５１の処理手順を示すフローチャート、図５及び図６は、実施形態１に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図、図７は、実施形態１に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。図５及び図６中、破線矢印は電流の流れを示している。図７中、横軸は時間、縦軸は、第１蓄電池１、第２蓄電池２及び第１コンデンサＣ１の両端電圧を示している。
【００７２】
制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量を算出し、第２蓄電池２の残量が所定の下限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、制御部５１は、第２蓄電池２の温度、電圧及び電流を、第２温度検出部５６、第２電圧検出部５７及び第２電流検出部５８から取得し、取得した温度、電圧及び電流に基づいて、第２蓄電池２の開放電圧を算出する。内部記憶部５１ｂは、開放電圧と、第２蓄電池２の残量との関係を示す情報を記憶しており、制御部５１は当該情報に基づいて、第２蓄電池２の残量を算出することができる。なお、制御部５１は、開放電圧を、所定の閾値と比較することによって、ステップＳ１１の処理を実行するようにしても良い。
【００７３】
第２蓄電池２の残量が下限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量を算出し、第１蓄電池１が放電可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。放電の可否は、例えば第１蓄電池１の残量に基づいて判断する。第１蓄電池１の残量は、ステップＳ１１と同様、第１蓄電池１の温度、電圧及び電流に基づいて算出すれば良い。第１蓄電池１が放電可能な状態で無いと判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部５１は、残量調整に係る処理を終える。
【００７４】
一方、ステップＳ１１で第２蓄電池２の残量が下限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量を算出し、第１蓄電池１の残量が上限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。第１蓄電池１の残量算出方法は、第２蓄電池２の残量算出方法と同様である。第１蓄電池１の残量が上限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御部５１は残量調整に係る処理を終える。なお、ステップＳ１３の判定処理で用いる上限閾値と、ステップＳ１１の判定処理で用いる下限閾値とは、異なる値であっても良いし、同じ値であっても良い。上限閾値及び下限閾値の大小は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の容量に応じて、適宜決定すれば良い。
第１蓄電池１の残量が上限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部５１は第２蓄電池２が充電可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。充電の可否は、例えば第１蓄電池１の残量に基づいて判断する。第１蓄電池１の残量は、ステップＳ１１と同様、第１蓄電池１の温度、電圧及び電流に基づいて算出すれば良い。第２蓄電池２が充電可能な状態に無いと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部５１は残量調整に係る処理を終える。
【００７５】
ステップＳ１２で第１蓄電池１が放電可能であると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、又はステップＳ１４で第２蓄電池２が充電可能であると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図５に示すように、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をオン状態、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態に制御する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理によって、第１蓄電回路４１の両端部は、第１蓄電池１の正極及び負極に接続される。
【００７６】
次いで、制御部５１は、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１６）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ１６へ戻し、待機する。この間に、第１コンデンサＣ１は第１蓄電池１により充電され、第１コンデンサＣ１の両端電圧は第１蓄電池１の電圧に達するまで上昇する。
【００７７】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図６に示すように、第２及び第４スイッチＳＷ２、ＳＷ４をオフ状態に制御し（ステップＳ１７）、次いで、第１及び第３スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオン状態に制御する（ステップＳ１８）。ステップＳ１７及びステップＳ１８の処理によって、第１蓄電回路４１の一端部は第２蓄電池２の正極に接続され、第１蓄電回路４１の他端部は第１蓄電池１の正極端に接続される。従って、第１蓄電回路４１の一端部の電圧は、第１蓄電池１の電圧の略２倍になる。
【００７８】
次いで、制御部５１は、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１９）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ１９へ戻し、待機する。この間に、第１コンデンサＣ１に蓄えられた電力によって第２蓄電池２の充電が行われる。第１コンデンサＣ１によって第２蓄電池２に印加される電圧は、第１蓄電池１の２倍に昇圧されているため、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも低くても、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電することができる。
【００７９】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態に制御する（ステップＳ２０）。次いで、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量を算出し、第２蓄電池２の残量が所定の下限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。第２蓄電池２の残量が下限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ１１へ戻し、第１蓄電池１の放電及び第２蓄電池２の充電を継続する。
【００８０】
第２蓄電池２の残量が下限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量が上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。第１蓄電池１の残量が上限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ１１へ戻し、第１蓄電池１の放電及び第２蓄電池２の充電を継続する。
【００８１】
第１蓄電池１の残量が上限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部５１は、残量調整に係る処理を終える。
【００８２】
以上の通り、第１蓄電池１の残量が上限値未満、第２蓄電池２の残量が下限閾値以上になるまで、ステップＳ１５〜ステップＳ２０の処理が繰り返し実行される。当該処理を繰り返し実行することによって、図７に示すように、第２蓄電池２の電圧が、第１蓄電池１の略２倍になるまで、第２蓄電池２を第１蓄電池１にて充電することができる。なお、図７では、第１経路切替スイッチ４１ａによる１周期の経路切り替えによって、第２蓄電池２の電圧が、第１蓄電池１の略２倍の電圧に到達しているが、必ずしも１周期の切り替え処理で充電が完了する訳では無く、通常、第１経路切替スイッチ４１ａによる経路の切り替えは複数回実行される。
【００８３】
＜第２蓄電池２から第１蓄電池１への放電処理＞
以下、第２蓄電池２の電圧が第１蓄電池１の電圧よりも高い場合において、第２蓄電池２の電力にて第１蓄電池１の充電を行う例を説明する。
図８は、実施形態１に係る電池残量調整処理に係る制御部５１の処理手順を示すフローチャート、図９及び図１０は、実施形態１に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図、図１１は、実施形態１に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。図９及び図１０中、破線矢印は電流の流れを示している。図１１中、横軸は時間、縦軸は、第１蓄電池１、第２蓄電池２及び第２コンデンサＣ２の両端電圧を示している。
【００８４】
制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量を算出し、第１蓄電池１の残量が所定の下限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。例えば、制御部５１は、第１蓄電池１の温度、電圧及び電流を、第１温度検出部５３、第１電圧検出部５４及び第１電流検出部５５から取得し、取得した温度、電圧及び電流に基づいて、第１蓄電池１の開放電圧を算出する。内部記憶部５１ｂは、開放電圧と、第１蓄電池１の残量との関係を示す情報を記憶しており、制御部５１は当該情報に基づいて、第１蓄電池１の残量を算出することができる。なお、制御部５１は、開放電圧を、所定の閾値と比較することによって、ステップＳ３１の処理を実行するようにしても良い。なお、当該下限閾値は、ステップＳ３１で用いた下限閾値と同一の値であっても良いし、異なる値であっても良い。
【００８５】
第１蓄電池１の残量が下限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量を算出し、第２蓄電池２が放電可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。第２蓄電池２が放電可能な状態で無いと判定した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、制御部５１は、残量調整に係る処理を終える。
【００８６】
一方、ステップＳ３１で第１蓄電池１の残量が下限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量を算出し、第２蓄電池２の残量が上限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。なお、ステップＳ３３の判定処理で用いる上限閾値と、ステップＳ３１の判定処理で用いる下限閾値とは、異なる値であっても良いし、同じ値であっても良い。上限閾値及び下限閾値の大小は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の容量に応じて、適宜決定すれば良い。第２蓄電池２の残量が上限閾値未満であると判定した（ステップＳ３３：ＮＯ）、制御部５１は残量調整に係る処理を終える。第２蓄電池２の残量が上限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、制御部５１は第１蓄電池１が充電可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。第１蓄電池１が充電可能な状態に無いと判定した場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、制御部５１は残量調整に係る処理を終える。
【００８７】
ステップＳ３２で第２蓄電池２が放電可能であると判定した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、又はステップＳ３４で第１蓄電池１が充電可能であると判定した場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図９に示すように、第６スイッチＳＷ６及び第８スイッチＳＷ８をオン状態、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオフ状態に制御する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５の処理によって、第２蓄電回路４２の両端部は、第２蓄電池２の正極及び負極に接続される。
【００８８】
次いで、制御部５１は、第６スイッチＳＷ６及び第８スイッチＳＷ８をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３６）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ３６へ戻し、待機する。この間に、第２コンデンサＣ２は第２蓄電池２により充電され、第２コンデンサＣ２の両端電圧は第２蓄電池２の電圧に達するまで上昇する。
【００８９】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図１０に示すように、第６及び第８スイッチＳＷ６、ＳＷ８をオフ状態に制御し（ステップＳ３７）、次いで、第５及び第７スイッチＳＷ５、ＳＷ７をオン状態に制御する（ステップＳ３８）。ステップＳ３７及びステップＳ３８の処理によって、第２蓄電回路４２の一端部は第１蓄電池１の正極に接続され、第２蓄電回路４２の他端部は第２蓄電池２の正極端に接続される。従って、第２蓄電回路４２の一端部の電圧は、第２蓄電池２の電圧の略２倍になる。
【００９０】
次いで、制御部５１は、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３９）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ３９：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ３９へ戻し、待機する。この間に、第２コンデンサＣ２に蓄えられた電力によって第１蓄電池１の充電が行われる。
【００９１】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ３９：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオフ状態に制御する（ステップＳ４０）。次いで、制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量を算出し、第１蓄電池１の残量が所定の下限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４１）。第１蓄電池１の残量が下限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ３１へ戻し、第２蓄電池２の放電及び第１蓄電池１の充電を継続する。
【００９２】
第１蓄電池１の残量が下限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量が上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。第２蓄電池２の残量が上限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ３１へ戻し、第２蓄電池２の放電及び第１蓄電池１の充電を継続する。
【００９３】
第２蓄電池２の残量が上限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、制御部５１は、残量調整に係る処理を終える。
【００９４】
以上の通り、第２蓄電池２の残量が上限値未満、第１蓄電池１の残量が下限閾値以上になるまで、ステップＳ３５〜ステップＳ４０の処理が繰り返し実行される。当該処理を繰り返し実行することによって、図１１に示すように、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧が略同一になるまで、第１蓄電池１を第２蓄電池２にて充電することができる。なお、図１１では、第２経路切替スイッチ４２ａによる１周期の経路切り替えによって、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧が略同一になっているが、必ずしも１周期の切り替え処理で充電が完了する訳では無く、通常、第２経路切替スイッチ４２ａによる経路の切り替えは複数回実行される。
【００９５】
このように構成された実施形態１に係る電池残量調整装置によれば、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも低い場合であっても、昇圧回路４によって第１蓄電池１の電圧を第１コンデンサＣ１によって昇圧し、昇圧された第１蓄電池１の電力にて第２蓄電池２を充電することができる。同様に、第２蓄電池２の電圧が第１蓄電池１の電圧よりも低い場合であっても、昇圧回路４によって第２蓄電池２の電圧を第２コンデンサＣ２によって昇圧し、昇圧された第２蓄電池２の電力にて第１蓄電池１を充電することができる。従って、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧の高低に拘わらず、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を調整することができる。
また、本実施形態１に係る昇圧回路４は、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２並びに第１乃至第８スイッチＳＷ１、…、ＳＷ８にて構成されているため、コイル等の大型部品を用いた昇圧回路に比べて、当該昇圧回路４を小型かつ低コストで構成することができる。
【００９６】
なお、本実施形態１では、第１蓄電池１及び第２蓄電池２のいずれの電圧も昇圧できる構成を例示したが、第１蓄電池１及び第２蓄電池２のいずれか一方の電圧のみを昇圧するように構成しても良い。具体的には、第２コンデンサＣ２、第２抵抗器Ｒ２、第５スイッチＳＷ５乃至第８スイッチＳＷ８を廃し、基本的構成として第１コンデンサＣ１、第１抵抗器Ｒ１、第１スイッチＳＷ１乃至第４スイッチＳＷ４を備えるように昇圧回路４を構成しても良い。
【００９７】
（実施形態２）
図１２は、実施形態２に係る昇圧回路２０４の一構成例を示す回路図である。実施形態２に係る電池残量調整装置３は昇圧回路２０４の構成が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９８】
実施形態２に係る昇圧回路２０４は、実施形態１と同様の構成であり、更に、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２を迂回して、第１蓄電池１の正極と、第２蓄電池２の正極とを直接的に接続する迂回経路を有する。迂回経路には、迂回経路を開閉させる迂回スイッチＳＷ９と、迂回経路を流れる電流を制限する制限抵抗器Ｒ３とを直列接続した直列回路が設けられている。
【００９９】
電流状態監視装置の制御部５１は、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電する場合、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも高いとき、迂回スイッチＳＷ９をオン状態に制御する。当該制御によって、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電することができる。
同様に、第２蓄電池２を放電させ、第１蓄電池１を充電する場合、第２蓄電池２の電圧が第１蓄電池１の電圧よりも高いとき、制御部５１は迂回スイッチＳＷ９をオン状態に制御する。当該制御によって、第２蓄電池２を放電させ、第１蓄電池１を充電することができる。
【０１００】
このように構成された実施形態２によれば、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を効率的に調整することができる。
【０１０１】
（実施形態３）
実施形態３に係る電池残量調整装置３は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の充放電処理に加え、第２蓄電池２の内部抵抗、充電率、劣化度等を算出するものである。以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態３に係る制御部５１は、蓄電制御部、充放電制御部、電圧取得部、電流取得部、温度取得部、待機時間特定部、抵抗算出部、開放電圧算出部、充電率算出部、劣化度算出部として機能する。
【０１０３】
蓄電制御部は、第１経路切替スイッチ４１ａ及び第２経路切替スイッチ４２ａの動作を制御することによって、第１蓄電回路４１の両端部を第１蓄電池１の正極及び負極に接続し、第２蓄電回路４２の両端部を第２蓄電池２の正極及び負極に接続し、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２を充電する。任意のタイミングで第２蓄電池２の充放電状態を切り替えるための処理である。
【０１０４】
充放電制御部は、第１経路切替スイッチ４１ａ及び第２経路切替スイッチ４２ａの動作を制御することによって、第２蓄電池２が充電を行っている状態から、放電を行っている状態に切り替える。また、充放電制御部は、第１経路切替スイッチ４１ａ及び第２経路切替スイッチ４２ａの動作を制御することによって、第２蓄電池２が放電を行っている状態から、充電を行っている状態に切り替えることもできる。
【０１０５】
電圧取得部は、第２蓄電池２の電圧（第２蓄電池２の両端電圧）を取得する。また、電流取得部は、第２蓄電池２の電流（充電電流及び放電電流）を取得する。なお、電圧、電流の取得頻度、取得するサンプリング周期は、制御部５１が制御することができる。
【０１０６】
待機時間特定部は、特定部としての機能を有し、第２蓄電池２のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが第２蓄電池２のインピーダンスに寄与する境界周波数域に基づいて待機時間を特定する。インピーダンススペクトルは、コールコール（Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅ）プロット又はナイキストプロットとも称し、交流インピーダンス法を用いて第２蓄電池２のインピーダンスを複数の周波数で測定した値をプロットしたものである。また、所定のイオンは、リチウム（Ｌｉ）イオンである。境界周波数域とは、周波数に所要の幅を持たせることを意味するものであり、一点の周波数に限定されないことを意味する。
【０１０７】
図１３は実施形態３に係る第２蓄電池２の等価回路の一例を示す説明図である。第２蓄電池２は、電解液バルクの抵抗Ｒｓ、界面電荷移動抵抗Ｒｃ、電気二重層キャパシタンスＣ、拡散インピーダンスＺｗで構成される等価回路で表すことができる。より具体的には、第２蓄電池２のインピーダンスは、界面電荷移動抵抗Ｒｃと拡散インピーダンスＺｗとの直列回路に電気二重層キャパシタンスＣを並列接続した回路にさらに電解液バルクの抵抗Ｒｓを直列に接続した回路で等価的に表すことができる。
【０１０８】
電解液バルクの抵抗Ｒｓは、電解液中でのリチウム（Ｌｉ）イオンの伝導抵抗、正極及び負極での電子抵抗などを含む。界面電荷移動抵抗Ｒｃは、活物質表面における電荷移動抵抗及び被膜抵抗などを含む。拡散インピーダンスＺｗは、活物質粒子内部へのリチウム（Ｌｉ）イオンの拡散過程に起因するインピーダンスである。
【０１０９】
図１４は実施形態３に係る第２蓄電池２のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。図１４において、横軸はインピーダンスＺの実数成分Ｚｒを示し、縦軸はインピーダンスＺの虚数成分Ｚｉを示す。第２蓄電池２の内部抵抗は、電解液バルクの抵抗Ｒｓ及び界面電荷移動抵抗Ｒｃが主要部分を占める。一方、交流インピーダンス法での周波数を高周波数から低周波数へ（例えば、１００ｋＨｚから０．０１ｍＨｚ、あるいは１ＭＨｚから１０μＨｚなど）変化させた場合、図１４に示すように、ある周波数域（境界周波数域と称する：図１４の符号Ａで示す付近）で、拡散インピーダンスＺｗが増加し、第２蓄電池２のインピーダンスが増加する（第２蓄電池２のインピーダンスに寄与する）。すなわち、第２蓄電池２のインピーダンススペクトルにて、所定のイオンの拡散過程に起因する拡散インピーダンスが第２蓄電池２のインピーダンスに寄与するとは、周波数（又は角周波数）が高周波数から低周波数に向かって小さくなる場合に、拡散インピーダンスＺｗが増加し、第２蓄電池２のインピーダンスが増加することを意味する。つまり、境界周波数域は、第２蓄電池２のインピーダンスが、電解液バルクの抵抗Ｒｓと界面電荷移動抵抗Ｒｃとの合計値で表すことができ、拡散インピーダンスＺｗによる影響（寄与）が少ない又は無視することができる程度となる周波数域を意味する。なお、交流インピーダンス法は、第２蓄電池２の等価回路の各要素を特定するために周波数を変化させた交流電圧を第２蓄電池２に印加し、第２蓄電池２から得られる電流信号及び電圧信号を離散フーリエ変換で周波数領域に変換することにより、インピーダンスを求めるものである。
【０１１０】
交流電圧の周波数をｆとすると、第２蓄電池２のインピーダンスＺは、式（１）で表すことができる。ここで、ｗは角周波数、σは拡散条件に関する定数である。
【０１１１】
【数１】
2018121511.tif 000003
【０１１２】
式（１）で表されるインピーダンスを周波数毎にプロットしたものが、図１４に示すインピーダンススペクトルである。式（１）のインピーダンスＺの実数成分Ｚｒは、式（２）で表すことができ、虚数成分Ｚｉは、式（３）で表すことができる。低周波数領域での軌跡を求めるため、ｗ＝０を式（２）、式（３）に代入すると、式（４）及び式（５）が得られる。ここで、式（４）及び式（５）からｗを消去すると、式（６）が得られる。一方、高周波数領域では、式（１）においてｗ＝∞とすると、式（７）が得られる。
【０１１３】
図１４において、ｗ＝∞の場合に、軌跡が横軸と交差する点でのインピーダンスＺは、Ｚ＝Ｚｒ＝Ｒｓとなる。また、半円状の軌跡の中心（横軸と交差する点）でのインピーダンスＺは、Ｚ＝Ｚｒ＝Ｒｓ＋Ｒｃ／２となる。また、図１４中、符号Ａで示す境界周波数域よりもｗが小さくなると、インピーダンスＺの軌跡は直線状に増加していくことが分かる。かかる直線を延長した延長線が横軸と交差する点でのインピーダンスＺは、Ｚ＝Ｚｒ＝Ｒｓ＋Ｒ−２σ2 Ｃとなる。符号Ａで示す境界周波数域よりも小さい周波数領域は、リチウムイオンの拡散過程に起因する領域となり、周波数が小さくなるに応じて拡散インピーダンスＺｗが増加する。
【０１１４】
前述のとおり、第２蓄電池２の内部抵抗Ｒは、電解液バルクの抵抗Ｒｓ及び界面電荷移動抵抗Ｒｃが主要部分を占める。また、交流インピーダンス法での周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、境界周波数域で、拡散インピーダンスＺｗが増加し、第２蓄電池２のインピーダンスが増加する（第２蓄電池２のインピーダンスに寄与する）。そこで、拡散インピーダンスＺｗが増加する前の境界周波数域でのインピーダンスＺが第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを表すということができる。
【０１１５】
また、交流インピーダンス法での周波数ｆと、直流を通電してから測定するまでの待機時間Ｔとの間には、Ｔ＝１／（２×ｆ）という関係がある。すなわち、待機時間Ｔは、例えば、周波数ｆの２倍の逆数という関係から特定することができる。例えば、周波数ｆが５Ｈｚの場合、待機時間Ｔは０．１秒となる。なお、待機時間Ｔを周波数ｆの２倍の逆数とするのは一例であって、例えば、待機時間Ｔを周波数ｆの４倍の逆数としてもよい。
【０１１６】
抵抗算出部は、切替判定部で充放電の切り替え有りと判定した場合、待機時間特定部で特定した待機時間Ｔ後に電圧取得部で取得した電圧及び電流取得部で取得した電流に基づいて第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを算出する。
【０１１７】
充電から放電、あるいは放電から充電に切り替わると、第２蓄電池２の内部抵抗Ｒのうち、例えば、拡散抵抗（拡散インピーダンス）及び電荷移動抵抗は一旦リセットされ、通電時間に応じて内部抵抗Ｒが増加し始める。そこで、充放電の切り替えありと判定した場合、待機時間Ｔ後の電圧Ｖｃ、電流Ｉｃを取得することにより、第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを算出することができる。これにより、充放電の切り替え後、短時間（例えば、０．１秒程度）で内部抵抗Ｒを求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも充電又は放電の切り替わり後、比較的短時間で第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを精度よく算出することができる。
【０１１８】
より具体的には、抵抗算出部は、切替判定部で充放電の切り替えありと判定する前に電圧取得部で取得した電圧Ｖｂ及び電流取得部で取得した電流Ｉｂ、並びに待機時間特定部で特定した待機時間Ｔ後に電圧取得部で取得した電圧Ｖｃ及び電流取得部で取得した電流Ｉｃに基づいて第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを算出する。
【０１１９】
２点間の電圧、電流から求められる直線の傾きの絶対値が、第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを示す。そこで、内部抵抗Ｒは、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）で算出することができる。これにより、充放電の切り替え後、短時間（例えば、０．１秒程度）で内部抵抗を求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも充電又は放電の切り替わり後、比較的短時間で第２蓄電池２の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【０１２０】
また、抵抗算出部は、待機時間特定部で特定した待機時間Ｔ後に電流取得部で取得した電流が所定の閾値より大きい場合、第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを算出する。
【０１２１】
待機時間Ｔが経過した後に取得した電流が小さい場合には、内部抵抗Ｒを精度よく算出することができないので、電流が所定の閾値より大きい場合という条件を加えることで、内部抵抗Ｒの算出精度を上げることができる。
【０１２２】
図１５は実施形態３に係る第２蓄電池２の充電率を変化させた場合のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。図１５の例は、２５℃において、充電率（SOC:State of Charge）を２０％、５０％、８０％と変化させた場合のインピーダンススペクトルを示す。充電率を２０％、５０％、８０％と変化させた場合、例えば、境界周波数域は、２．５Ｈｚ、４．０Ｈｚ、６．３Ｈｚと変化している。充電率が小さくなるほど第２蓄電池２のインピーダンスが大きくなることが分かる。また、境界周波数域２．５Ｈｚ、４．０Ｈｚ、６．３Ｈｚそれぞれに対応する待機時間Ｔは、０．２秒、０．１２５秒、０．０７９秒となる。
【０１２３】
図１６は実施形態３に係る第２蓄電池２の温度を変化させた場合のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。図１６の例は、充電率を一定として、第２蓄電池２の温度を１０℃、２５℃、４５℃と変化させた場合のインピーダンススペクトルを示す。第２蓄電池２の温度を１０℃、２５℃、４５℃と変化させた場合、例えば、境界周波数域は、２Ｈｚ、７．９Ｈｚ、３２Ｈｚと変化している。第２蓄電池２の温度が低くなるほど第２蓄電池２のインピーダンスが大きくなることが分かる。また、境界周波数域２Ｈｚ、７．９Ｈｚ、３２Ｈｚそれぞれに対応する待機時間Ｔは、０．２５秒、０．０６３秒、０．０１５秒となる。
【０１２４】
図１７は実施形態３に係る第２蓄電池２の新品及び劣化品のインピーダンススペクトルの一例を示す説明図である。第２蓄電池２が新品の場合、例えば、境界周波数域は７．９４Ｈｚとなり、劣化品の場合、境界周波数域は３．９８Ｈｚとなる。第２蓄電池２が劣化するほど第２蓄電池２のインピーダンスが大きくなることが分かる。また、境界周波数域３．９８Ｈｚ、７．９４Ｈｚそれぞれに対応する待機時間Ｔは、０．１２６秒、０．０６３秒となる。
【０１２５】
図１８は実施形態３に係る第２蓄電池２の境界周波数域に対応する待機時間の一例を示す説明図である。境界周波数域は、前述の図１４等で例示したように、角周波数ｗ（周波数ｆ）が無限大から０に向かって減少する場合に、第２蓄電池２のインピーダンスＺが、拡散インピーダンスＺｗの増加に伴って増加し始める領域の周波数である。境界周波数域は、基準の周波数に対して、例えば、±５０％の幅を有する周波数域とすることができる。例えば、境界周波数域が４Ｈｚとは、基準の周波数４Ｈｚの±５０％の周波数域を含むものとすることができる。境界周波数域を待機時間Ｔで換算すると、境界周波数域４Ｈｚは、待機時間０．１２５秒となり、０．１２５秒を中心として±５０％の時間を、境界周波数域に対応する待機時間Ｔとすることができる。この場合、待機時間０．１２５秒とは、０．０６２５秒〜０．１８７秒の範囲を含むものとすることができる。また、図１８の例から、待機時間に±５０％の幅を持たせることにより、充電率（ＳＯＣ）範囲をカバーすることもできる。
【０１２６】
待機時間特定部は、第２蓄電池２の充電率（ＳＯＣ）に基づいて待機時間を特定する。図１５で例示したように、充電率（ＳＯＣ）が小さいほど、境界周波数域は小さくなり、境界周波数域での周波数ｆに逆比例する待機時間Ｔは大きくなる。
【０１２７】
そこで、例えば、充電率に応じた補正係数Ｋ０を定めておき、充電率が５０％の場合の待機時間をＴ０とすると、最終的な待機時間Ｔは、Ｔ＝Ｋ０×Ｔ０という式で算出する。これにより、第２蓄電池２の充電率に応じて待機時間を補正して最終的な待機時間Ｔを特定することができるので、第２蓄電池２の充電率に関わらず内部抵抗Ｒを精度よく算出することができる。なお、充電率に応じた補正係数Ｋ０は、記憶部５２に記憶してもよく、あるいは演算回路で算出するようにしてもよい。
【０１２８】
温度取得部は、第２蓄電池２の温度を取得する。待機時間特定部は、温度取得部で取得した温度に基づいて待機時間Ｔを特定する。図１６で例示したように、第２蓄電池２の温度が低いほど、境界周波数域は小さくなり、境界周波数域での周波数ｆに逆比例する待機時間Ｔは大きくなる。
【０１２９】
そこで、例えば、第２蓄電池２の温度に応じた補正係数Ｋ１を定めておき、温度が２５℃の場合の待機時間をＴ０とすると、最終的な待機時間Ｔは、Ｔ＝Ｋ１×Ｔ０という式で算出する。これにより、第２蓄電池２の温度に応じて待機時間を補正して最終的な待機時間Ｔを特定することができるので、第２蓄電池２の温度に関わらず内部抵抗Ｒを精度よく算出することができる。なお、温度に応じた補正係数Ｋ１は、記憶部５２に記憶してもよく、あるいは演算回路で算出するようにしてもよい。
【０１３０】
また、待機時間特定部は、第２蓄電池２の劣化度に基づいて待機時間Ｔを特定することができる。図１７で例示したように、第２蓄電池２の劣化が進むにつれて、境界周波数域は小さくなり、境界周波数域での周波数ｆに逆比例する待機時間Ｔは大きくなる。
【０１３１】
そこで、例えば、第２蓄電池２の劣化の進行に応じた補正係数Ｋ２を定めておき、新品の場合の待機時間をＴ０とすると、劣化品の待機時間Ｔは、Ｔ＝Ｋ２×Ｔ０という式で算出する。これにより、第２蓄電池２の劣化に応じて待機時間を補正して最終的な待機時間Ｔを特定することができるので、第２蓄電池２の劣化に関わらず内部抵抗Ｒを精度よく算出することができる。なお、劣化に応じた補正係数Ｋ２は、記憶部５２に記憶してもよく、あるいは演算回路で算出するようにしてもよい。
【０１３２】
開放電圧算出部は、抵抗算出部で算出した内部抵抗Ｒ、電圧取得部で取得した電圧Ｖ及び電流取得部で取得した電流Ｉに基づいて、第２蓄電池２の開放電圧を算出する。第２蓄電池２の開放電圧をＯＣＶとすると、ＯＣＶ＝Ｖ−Ｖｏで算出することができる。ここで、Ｖｏは過電圧であり、内部抵抗Ｒ×電流Ｉで表される電圧に分極電圧を加えた電圧である。
【０１３３】
図１９は実施形態３に係る第２蓄電池２の開放電圧と充電率との相関関係の一例を示す説明図である。図１９において、横軸は開放電圧（ＯＣＶ）を示し、縦軸は充電率（ＳＯＣ）を示す。図１９に示すように、第２蓄電池２の開放電圧が大きいほど充電率が増加する。なお、図１９に例示する開放電圧と充電率との相関関係は、記憶部５２に記憶してもよく、あるいは演算回路で演算するようにしてもよい。
【０１３４】
充電率算出部は、開放電圧算出部で算出した開放電圧に基づいて第２蓄電池２の充電率を算出する。前述のように、第２蓄電池２の開放電圧ＯＣＶと充電率（ＳＯＣ）との相関関係を予め定めておくことにより、算出した開放電圧に基づいて第２蓄電池２の充電率を算出することができる。
【０１３５】
劣化度算出部は、第２蓄電池２の内部抵抗の初期値Ｒ０に対する抵抗算出部で算出した内部抵抗Ｒの割合に基づいて第２蓄電池２の劣化度（ＳＯＨ）を算出する。
【０１３６】
図２０は実施形態３に係る第２蓄電池２の内部抵抗増加率と放電容量比との相関関係の一例を示す説明図である。図２０において、横軸は内部抵抗増加率を示し、縦軸は放電容量比を示す。また、温度は２５℃、充電率は５０％である。第２蓄電池２の容量低下は劣化とも相関関係があり、放電容量比が１の場合、劣化度は０とすることができ、放電容量比が減少すると劣化度は大きくなる。図２０に示すように、第２蓄電池２の内部抵抗増加率が大きいほど放電容量比が減少し、劣化度（ＳＯＨ）が大きくなる。なお、図２０に例示する内部抵抗増加率と放電容量比との相関関係は、記憶部５２に記憶してもよく、あるいは演算回路で演算するようにしてもよい。
【０１３７】
前述のように、内部抵抗Ｒの増加率と放電容量比（劣化度）との相関関係を予め定めておき、内部抵抗の割合Ｒ／Ｒ０に対応する放電容量比を特定することにより、劣化度（ＳＯＨ）を算出することができる。
【０１３８】
次に、実施形態３に係る電池状態監視装置５の動作について説明する。
図２１は実施形態３に係る電池状態監視装置５の処理手順の一例を示すフローチャート、図２２は、実施形態３に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図である。以下では便宜上、処理の主体を制御部５１として説明する。制御部５１は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電池残量が所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１の処理は、実施形態１のステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様の処理である。
【０１３９】
第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電池残量が所定範囲内で無いと判定した場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、制御部５１は処理を終える。第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電池残量が所定範囲内であると判定した場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図２２に示すように、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４、第６スイッチＳＷ６及び第８スイッチＳＷ８をオン状態、第１スイッチＳＷ１、第３スイッチＳＷ３、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオフ状態に制御する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２の処理によって、第１蓄電回路４１の両端部は、第１蓄電池１の正極及び負極に接続され、第２蓄電回路４２の両端部は、第２蓄電池２の正極及び負極に接続される。
【０１４０】
次いで、制御部５１は、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４、第６スイッチＳＷ６及び第８スイッチＳＷ８をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１３）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ２１３：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ２１３へ戻し、待機する。この間に、第１コンデンサＣ１は第１蓄電池１により充電され、第１コンデンサＣ１の両端電圧は第１蓄電池１の電圧に達するまで上昇する。同様に、第２コンデンサＣ２は第２蓄電池２により充電され、第２コンデンサＣ２の両端電圧は第２蓄電池２の電圧に達するまで上昇する。
【０１４１】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４、第６スイッチＳＷ６及び第８スイッチＳＷ８をオフ状態に制御し（ステップＳ２１４）、次いで、第１及び第３スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオン状態に制御する（ステップＳ２１５）。ステップＳ２１４及びステップＳ２１５の処理によって、第１蓄電回路４１の一端部は第２蓄電池２の正極に接続され、第１蓄電回路４１の他端部は第１蓄電池１の正極端に接続される。従って、第１蓄電回路４１の一端部の電圧は、第１蓄電池１の電圧の略２倍になる。
【０１４２】
次いで、制御部５１は、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１６）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ２１６：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ２１６へ戻し、待機する。この間に、第１コンデンサＣ１に蓄えられた電力によって第２蓄電池２の充電が行われる。第１コンデンサＣ１によって第２蓄電池２に印加される電圧は、第１蓄電池１の２倍に昇圧されているため、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも低くても、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電することができる。
【０１４３】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２１６：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態に制御する（ステップＳ２１７）。次いで、制御部５１は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の充放電を完了したか否かを判定する（ステップＳ２１８）。ステップＳ２１８の処理は実施形態１のステップＳ２１及びステップＳ２２と同様の処理である。充電を完了していないと判定した場合（ステップＳ２１８：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ２１１へ戻す。
【０１４４】
充電を完了したと判定した場合（ステップＳ２１８：ＹＥＳ）、制御部５１は、第２蓄電池２の内部抵抗を算出する内部抵抗算出処理を行う（ステップＳ２１９）。また、制御部５１は、ステップＳ２１９にて算出した第２蓄電池２の内部抵抗を用いて充電率算出処理を行い（ステップＳ２２０）、劣化度算出処理を行う（ステップＳ２２１）。なお、内部抵抗算出処理、充電率算出処理及び劣化度算出処理の詳細は後述する。
【０１４５】
図２３は実施形態３に係る電池状態監視装置５の内部抵抗算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオン状態に制御する（ステップＳ２３１）。ステップＳ２３１の処理によって、図１０に示すように、第２蓄電回路４２の一端部は第１蓄電池１の正極に接続され、第２蓄電回路４２の他端部は第２蓄電池２の正極端に接続される。つまり、第２蓄電池２は放電状態になる。
【０１４６】
次いで、制御部５１は、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２３２）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ２３２：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ２３２へ戻し、待機する。この間に、第２蓄電池２の放電が行われる。
【０１４７】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２３２：ＹＥＳ）、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧を取得し（ステップＳ２３３）、第２蓄電池２の電流を取得する（ステップＳ２３４）。そして、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第５スイッチＳＷ５及び第７スイッチＳＷ７をオフ状態に制御する（ステップＳ２３５）。
【０１４８】
次いで、制御部５１は、充放電切り替えの直前に取得した電圧Ｖｂ、電流Ｉｂを記憶部５２に保管する（ステップＳ２３６）。
【０１４９】
制御部５１は、待機時間特定処理を行う（ステップＳ２３７）。なお、待機時間特定処理の詳細は後述する。
【０１５０】
制御部５１は、計時を行う（ステップＳ２３８）。なお、計時の開始時点は、充放電の切り替えありと判定した時点（前述の今回の電圧、電流を取得した時点）でもよく、直近（前回）の電圧、電流を取得した時点でもよい。制御部５１は、待機時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２３９）。待機時間を経過していない場合（ステップＳ２３９：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ２３９に戻して待機時間が経過するまで待機する。
【０１５１】
待機時間を経過した場合（ステップＳ２３９：ＹＥＳ）、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧Ｖｃを取得し（ステップＳ２４０）、第２蓄電池２の電流Ｉｃを取得する（ステップＳ２４１）。制御部５１は、取得した電流Ｉｃが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４２）。閾値は、内部抵抗を精度よく算出するのに必要な程度の値とすることができる。
【０１５２】
制御部５１は、取得した電流Ｉｃが所定の閾値以上である場合（ステップＳ２４２：ＹＥＳ）、内部抵抗を算出し（ステップＳ２４３）、処理を終了する。内部抵抗Ｒは、例えば、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）で算出することができる。取得した電流Ｉｃが所定の閾値以上でない場合（ステップＳ２４２：ＮＯ）、制御部５１は、ステップＳ２４３の処理を行うことなく処理を終了する。
【０１５３】
図２４は実施形態３に係る電池状態監視装置５の待機時間特定処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御部５１は、第２蓄電池２の充電率に応じた待機時間を取得し（ステップＳ２５１）、第２蓄電池２の温度（セル温度）に応じた補正係数Ｋ１を取得し（ステップＳ２５２）、第２蓄電池２の劣化度に応じた補正係数Ｋ２を取得する（ステップＳ２５３）。
【０１５４】
制御部５１は、ステップＳ２５１で取得した、第２蓄電池２の充電率に応じた待機時間（例えば、待機時間初期値Ｔ０）に各補正係数を乗算して最終的な待機時間Ｔを特定し（ステップＳ２５４）、処理を終了する。待機時間Ｔは、Ｔ＝Ｋ１×Ｋ２×Ｔ０で算出することができる。なお、補正係数Ｋ１、Ｋ２すべてを待機時間初期値Ｔ０に乗算する構成に代えて、補正係数Ｋ１、Ｋ２のいずれかの補正係数だけを待機時間初期値Ｔ０に乗算してもよい。
【０１５５】
図２５は実施形態３に係る電池状態監視装置５の充電率算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御部５１は、第２蓄電池２の電圧Ｖを取得し（ステップＳ２７１）、第２蓄電池２の電流Ｉを取得する（ステップＳ２７２）。
【０１５６】
制御部５１は、算出した内部抵抗Ｒを用いて開放電圧を算出する（ステップＳ２７３）。開放電圧をＯＣＶとすると、ＯＣＶ＝Ｖ−Ｖｏで算出することができる。ここで、Ｖｏは過電圧であり、内部抵抗Ｒ×電流Ｉで表される電圧に分極電圧を加えた電圧である。制御部５１は、算出した開放電圧に基づいて、充電率を算出し（ステップＳ２７４）、処理を終了する。
【０１５７】
図２６は実施形態３に係る電池状態監視装置５の劣化度算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御部５１は、算出した内部抵抗Ｒから内部抵抗補正値Ｒｎを算出する（ステップＳ２９１）。内部抵抗補正値Ｒｎは、算出した内部抵抗Ｒを、例えば、充電率が５０％、第２蓄電池２の温度が２５℃の場合の値に換算して得られる値である。
【０１５８】
制御部５１は、内部抵抗の増加率を算出する（ステップＳ２９２）。内部抵抗の増加率は、Ｒｎ／Ｒ０で算出することができる。制御部５１は、算出した内部抵抗増加率に基づいて、劣化度を算出し（ステップＳ２９３）、処理を終了する。
【０１５９】
このように構成された実施形態３によれば、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の充放電が行われるタイミングで、第２蓄電池２の内部抵抗を算出することができる。
【０１６０】
また、内部抵抗ＲをＲ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）にて算出することができ、充放電の切り替え後、短時間（例えば、０．１秒程度）で内部抵抗を求めることができるので、充放電が頻繁に繰り返される場合でも第２蓄電池２の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【０１６１】
更に、制御部５１は、待機時間Ｔ後に取得した電流が所定の閾値より大きい場合に第２蓄電池２の内部抵抗を算出する構成であるため、内部抵抗の算出精度を上げることができる。
【０１６２】
更にまた、制御部５１は、第２蓄電池２の充電率に基づいて待機時間を特定する。充電率に応じた待機時間を設定することにより、第２蓄電池２の充電率に関わらず当該第２蓄電池２の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【０１６３】
更にまた、制御部５１は、第２蓄電池２の温度に基づいて待機時間を特定する。第２蓄電池２の温度に応じた待機時間を設定することにより、第２蓄電池２の充電率に関わらず当該第２蓄電池２の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【０１６４】
更にまた、制御部５１は、算出した第２蓄電池２の内部抵抗Ｒを用いて第２蓄電池２の開放電圧を算出し、開放電圧に基づいて第２蓄電池２の充電率を算出することができる。
【０１６５】
更にまた、制御部５１は、算出した第２蓄電池２の内部抵抗の初期値Ｒ０に対する抵抗算出部で算出した内部抵抗Ｒの割合に基づいて第２蓄電池２の劣化度を算出することができる。
【０１６６】
なお、本実施形態３では、第２蓄電池２を充電状態から放電状態に切り替えて、当該第２蓄電池２の内部抵抗等を算出する構成を説明したが、第２蓄電池２を放電状態から充電状態に切り替えて、内部抵抗等を算出するように構成しても良い。具体的には、ステップＳ２１５の処理で第５及び第７スイッチＳＷ５、ＳＷ７をオン状態に制御し、ステップＳ２１７の処理で第５及び第７スイッチＳＷ５、ＳＷ７をオフ状態に制御する。そして、ステップＳ２３１の処理で第１及び第３スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオン状態に制御し、ステップＳ２３５の処理で第１及び第３スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフ状態に制御する。このように制御することによって、第２蓄電池２を放電状態から充電状態に切り替えることができ、以下、同様の処理で内部抵抗等を算出することができる。
【０１６７】
なお、実施形態３に係る電池状態監視装置５は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ（メモリ）などを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図２１、図２３〜図２６に示すような、各処理の手順を定めたコンピュータプログラムをコンピュータに備えられたＲＡＭ（メモリ）にロードし、コンピュータプログラムをＣＰＵ（プロセッサ）で実行することにより、コンピュータ上で電池状態監視装置５を実現することができる。
【０１６８】
また、本実施形態３では第２蓄電池２の内部抵抗、充電率、劣化度等を算出する例を説明したが、種類によっては第１蓄電池１及び第２蓄電池２双方の内部抵抗、充電率、劣化度等を算出するように構成しても良い。
【０１６９】
更に、実施形態１と同様、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の種類は同一でも良いし、異なる種類であっても良く、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の特性の異同も特に限定されるものでは無い。従って、電池残量調整装置３を介して接続される２つの蓄電池の内、任意に選択される一方を第１蓄電池、他方を第２蓄電池と定義すれば良い。
【０１７０】
更に、本実施形態１〜３では、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電池残量の一方が下限閾値未満で、他方が放電可能な場合、又は一方が上限閾値以上で、他方が充電可能な場合、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の充放電を制御する例を説明したが、当該判定条件は一例である。例えば、第１蓄電池１及び第２蓄電池２を充放電させる条件として、更に、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧の差が所定値未満であるか否かを判定するように構成すると良い。つまり、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧の差が所定値以上である場合、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の接続及び充放電制御を行わないようにする。電圧の差が所定値以上である第１蓄電池１及び第２蓄電池２を接続すると、大電流が流れる危険があるためである。
【０１７１】
（実施形態４）
図２７は、実施形態４に係る昇圧回路４０４の一構成例を示す回路図である。実施形態４に係る電池残量調整装置３は昇圧回路４０４、特に第１蓄電回路４４１及び第２蓄電回路４４２の構成が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１７２】
昇圧回路４０４は、第１蓄電池１の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池２へ供給するための第１蓄電回路４４１を備える。第１経路切替スイッチ４１ａの構成は、実施形態１と同様である。第１蓄電回路４４１は、第１蓄電池１の電力を蓄える第１コンデンサＣ１を有し、第１コンデンサＣ１には、抵抗値が可変であり、当該第１コンデンサＣ１に流れる電流を制限する第１制限抵抗回路４４１ｂが直列接続されている。第１制限抵抗回路４４１ｂは、第１制限抵抗器Ｒ１１を有する回路と、第２制限抵抗器Ｒ１２及び抵抗値切替スイッチＳＷ１１を直列接続してなる直列回路とを有し、第１制限抵抗器Ｒ１１を有する回路に当該直列回路を並列接続してなる回路である。抵抗値切替スイッチＳＷ１１は、上記直列回路を開閉させるスイッチであり、抵抗値切替スイッチＳＷ１１の開閉は、制御部５１によって制御される。制御部５１は、抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に切り替えることによって、第１制限抵抗回路４４１ｂを抵抗値が高い状態に変化させ、抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に切り替えることによって第１制限抵抗回路４４１ｂを抵抗値が低い状態に変化させる。具体的には、制御部５１は、第１コンデンサＣ１の充電時は抵抗値が高く、第１コンデンサＣ１の放電時は抵抗値が低くなるように、抵抗値切替スイッチＳＷ１１の開閉を制御する。より具体的には、実施形態１で説明したステップＳ１５の処理では抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に切り替え、ステップＳ１８の処理で抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に切り替え、ステップＳ２０の処理で抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に切り替える。なお、抵抗値切替スイッチＳＷ１１の切り替えタイミングは一例である。第１コンデンサＣ１の充電時に抵抗値が高く、放電時に抵抗値が低くなっていれば十分であり、そのタイミングは特に限定されるものでは無い。
【０１７３】
また、昇圧回路４０４は、第２蓄電池２の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第１蓄電池１へ供給するための第２蓄電回路４４２を備える。第２経路切替スイッチ４２ａの構成は、実施形態１と同様である。第２蓄電回路４４２は、第２蓄電池２の電力を蓄える第２コンデンサＣ２を有し、第２コンデンサＣ２には、抵抗値が可変であり、当該第２コンデンサＣ２に流れる電流を制限する第２制限抵抗回路４４２ｂが直列接続されている。第２制限抵抗回路４４２ｂは、第１制限抵抗回路４４１ｂと同様の構成であり、第１制限抵抗器Ｒ２１を有する回路に、第２制限抵抗器Ｒ２２及び抵抗値切替スイッチＳＷ２１の直列回路を並列接続してなる回路である。抵抗値切替スイッチＳＷ２１の開閉は、制御部５１によって制御される。具体的には、制御部５１は、第２コンデンサＣ２の充電時は抵抗値が高く、第２コンデンサＣ２の放電時は抵抗値が低くなるように、抵抗値切替スイッチＳＷ２１の開閉を制御する。より具体的には、実施形態１で説明したステップＳ３５の処理では抵抗値切替スイッチＳＷ２１をオフ状態に切り替え、ステップＳ３８の処理で抵抗値切替スイッチＳＷ２１をオン状態に切り替え、ステップＳ４０の処理で抵抗値切替スイッチＳＷ２１をオフ状態に切り替える。なお、抵抗値切替スイッチＳＷ２１の切り替えタイミングは一例である。第２コンデンサＣ２の充電時に抵抗値が高く、放電時に抵抗値が低くなっていれば十分であり、そのタイミングは特に限定されるものでは無い。
【０１７４】
このように構成された実施形態４によれば、第１及び第２コンデンサＣ１，Ｃ２を充電する場合、第１及び第２制限抵抗回路４４１ｂ，４４２ｂの抵抗値を高く設定することにより、第１及び第２蓄電池１，２を第１及び第２コンデンサＣ１，Ｃ２に接続した際に、第１及び第２蓄電池１，２から第１及び第２コンデンサＣ１，Ｃ２へ大電流が流れることを防ぐことができる。また、第１及び第２コンデンサＣ１，Ｃ２を放電させる場合、第１及び第２制限抵抗回路４４１ｂ，４４２ｂの抵抗値を低く設定することにより、第１及び第２制限抵抗回路４４１ｂ，４４２ｂによる損失を抑え、効率的に第１蓄電池１及び第２蓄電池２を充電することができる。
【０１７５】
また、簡単な回路構成及び制御で第１及び第２制限抵抗回路４４１ｂ，４４２ｂの抵抗値を変化させることができる。
【０１７６】
（実施形態５）
図２８は、実施形態５に係る昇圧回路５０４の一構成例を示す回路図である。実施形態５に係る電池残量調整装置３は昇圧回路５０４の構成が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１７７】
実施形態５に係る昇圧回路５０４は、第１蓄電池１から第２蓄電池２へ放電する場合、第１蓄電池１の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第２蓄電池２へ供給すると共に、第２蓄電池２から第１蓄電池１へ放電する場合、第２蓄電池２の電圧を昇圧し、昇圧された電力を第１蓄電池１へ供給するための蓄電回路５４１を備える。蓄電回路５４１は、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電力を蓄えるコンデンサＣ１１を有し、コンデンサＣ１１には抵抗値が可変であり、当該コンデンサＣ１１に流れる電流を制限する制限抵抗回路５４１ｂが直列接続されている。制限抵抗回路５４１ｂは、第１制限抵抗器Ｒ１１を有する回路と、第２制限抵抗器Ｒ１２及び抵抗値切替スイッチＳＷ１１を直列接続してなる直列回路とを有し、第１制限抵抗器Ｒ１１を有する回路に当該直列回路を並列接続してなる回路である。より具体的には、コンデンサＣ１１の負極端に第１制限抵抗器Ｒ１１の一端部が接続されており、コンデンサＣ１１の正極端及び第１制限抵抗器Ｒ１１の他端部が蓄電回路５４１の一端部及び他端部に対応している。抵抗値切替スイッチＳＷ１１の一端部は、コンデンサＣ１１の負極端及び第１制限抵抗器Ｒ１１の一端部に接続されており、抵抗値切替スイッチＳＷ１１の他端部は、第２制限抵抗器Ｒ１２の一端部に接続されている。第２制限抵抗器Ｒ１２の他端部は第１制限抵抗器Ｒ１１の他端部に接続されている。
【０１７８】
抵抗値切替スイッチＳＷ１１は、上記直列回路を開閉させるスイッチであり、抵抗値切替スイッチＳＷ１１の開閉は、制御部５１によって制御される。制御部５１は、抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に切り替えることによって、制限抵抗回路５４１ｂを抵抗値が高い状態に変化させ、抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に切り替えることによって制限抵抗回路５４１ｂを抵抗値が低い状態に変化させる。具体的には、制御部５１は、コンデンサＣ１１の充電時は抵抗値が高く、コンデンサＣ１１の放電時は抵抗値が低くなるように、抵抗値切替スイッチＳＷ１１の開閉を制御する。
【０１７９】
昇圧回路５０４は、コンデンサＣ１１及び制限抵抗回路５４１ｂからなる蓄電回路５４１の一端部及び他端部と、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の正極及び負極との接続経路を切り替える経路切替スイッチ５４１ａを備える。実施形態５に係る経路切替スイッチ５４１ａは、第１蓄電池１から第２蓄電池２へ放電する場合、蓄電回路５４１の一端部及び他端部が第１蓄電池１の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、蓄電回路５４１の一端部が第２蓄電池２の正極に接続され、他端部が第１蓄電池１の正極に接続される経路とを切り替えることができる。また、経路切替スイッチ５４１ａは、第２蓄電池２から第１蓄電池１へ放電する場合、蓄電回路５４１の一端部及び他端部が第２蓄電池２の正極及び負極にそれぞれ接続される経路と、蓄電回路５４１の一端部が第１蓄電池１の正極に接続され、他端部が第２蓄電池２の正極に接続される経路とを切り替えることができる。
【０１８０】
具体的には、経路切替スイッチ５４１ａは、直列接続された第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３を有する。第１スイッチＳＷ１の一端部は、蓄電回路５４１の一端部に接続され、第１スイッチＳＷ１の他端部は、第１蓄電池１の正極及び第２スイッチＳＷ２の一端部に接続されている。第２スイッチＳＷ２の他端部は、蓄電回路５４１の他端部、及び第３スイッチＳＷ３の一端部に接続されている。第３スイッチＳＷ３の他端部は、第１蓄電池１の負極及び第２蓄電池２の負極に接続されている。
このように構成された第１スイッチＳＷ１は、蓄電回路５４１の一端部を第１蓄電池１の正極に接続する経路を開閉するスイッチであり、第２スイッチＳＷ２は、蓄電回路５４１の他端部を第１蓄電池１の正極に接続する経路を開閉するスイッチである。第３スイッチＳＷ３は、蓄電回路５４１の他端部を第１蓄電池１及び第２蓄電池２の負極に接続する経路を開閉するスイッチである。
【０１８１】
また、経路切替スイッチ５４１ａは、直列接続された第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５を有する。第４スイッチＳＷ４の一端部は、蓄電回路５４１の一端部に接続され、第４スイッチＳＷ４の他端部は、第２蓄電池２の正極及び第５スイッチＳＷ５の一端部に接続されている。第５スイッチＳＷ５の他端部は、蓄電回路５４１の他端部及び第３スイッチＳＷ３の一端部に接続されている。
このように構成された、第４スイッチＳＷ４は、蓄電回路５４１の一端部を第２蓄電池２の正極に接続する経路を開閉するスイッチであり、第５スイッチＳＷ５は、蓄電回路５４１の他端部を第２蓄電池２の正極に接続する経路を開閉するスイッチである。
【０１８２】
＜第１蓄電池１から第２蓄電池２への放電処理＞
以下、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも低い場合において、第１蓄電池１の電力にて第２蓄電池２の充電を行う例を説明する。
図２９は、実施形態５に係る電池残量調整処理に係る制御部５１の処理手順を示すフローチャート、図３０及び図３１は、実施形態５に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図、図３２は、実施形態５に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。図３０及び図３１中、破線矢印は電流の流れを示している。図３２中、横軸は時間、縦軸は、第１蓄電池１、第２蓄電池２及びコンデンサＣ１１の両端電圧を示している。
【０１８３】
制御部５１は、実施形態１のステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様の処理をステップＳ５１１〜ステップＳ５１４で実行することにより、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量と、第１蓄電池１から第２蓄電池２への放電の要否及び可否を判定する。第１蓄電池１から第２蓄電池２への放電を要し、当該放電が可能である場合、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図３０に示すように、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオン状態、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する（ステップＳ５１５）。ステップＳ５１５の処理によって、蓄電回路５４１の両端部は、第１蓄電池１の正極及び負極に接続される。
【０１８４】
次いで、制御部５１は、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５１６）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ５１６：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ５１６へ戻し、待機する。この間に、コンデンサＣ１１は第１蓄電池１により充電され、コンデンサＣ１１の両端電圧は第１蓄電池１の電圧に達するまで上昇する。
【０１８５】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ５１６：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図３１に示すように、第１及び第３スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフ状態に制御し（ステップＳ５１７）、次いで、第２及び第４スイッチＳＷ２、ＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に制御する（ステップＳ５１８）。ステップＳ５１７及びステップＳ５１８の処理によって、蓄電回路５４１の一端部は第２蓄電池２の正極に接続され、蓄電回路５４１の他端部は第１蓄電池１の正極端に接続される。従って、蓄電回路５４１の一端部の電圧は、第１蓄電池１の電圧の略２倍になる。また、抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に切り替えることによって、制限抵抗回路５４１ｂは抵抗値が低い状態になる。
【０１８６】
次いで、制御部５１は、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５１９）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ５１９：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ５１９へ戻し、待機する。この間に、コンデンサＣ１１に蓄えられた電力によって第２蓄電池２の充電が行われる。コンデンサＣ１１によって第２蓄電池２に印加される電圧は、第１蓄電池１の２倍に昇圧されているため、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも低くても、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電することができる。
【０１８７】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ５１９：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する（ステップＳ５２０）。次いで、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量を算出し、第２蓄電池２の残量が所定の下限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５２１）。第２蓄電池２の残量が下限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ５２１：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ５１１へ戻し、第１蓄電池１の放電及び第２蓄電池２の充電を継続する。
【０１８８】
第２蓄電池２の残量が下限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ５２１：ＹＥＳ）、制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量が上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２２）。第１蓄電池１の残量が上限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ５２２：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ５１１へ戻し、第１蓄電池１の放電及び第２蓄電池２の充電を継続する。
【０１８９】
第１蓄電池１の残量が上限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ５２２：ＹＥＳ）、制御部５１は、残量調整に係る処理を終える。
【０１９０】
以上の通り、第１蓄電池１の残量が上限値未満、第２蓄電池２の残量が下限閾値以上になるまで、ステップＳ５１５〜ステップＳ５２０の処理が繰り返し実行される。当該処理を繰り返し実行することによって、図３２に示すように、第２蓄電池２の電圧が、第１蓄電池１の略２倍になるまで、第２蓄電池２を第１蓄電池１にて充電することができる。
【０１９１】
＜第２蓄電池２から第１蓄電池１への放電処理＞
以下、第２蓄電池２の電圧が第１蓄電池１の電圧よりも高い場合において、第２蓄電池２の電力にて第１蓄電池１の充電を行う例を説明する。
図３３は、実施形態５に係る電池残量調整処理に係る制御部５１の処理手順を示すフローチャート、図３４及び図３５は、実施形態５に係る電池残量調整方法を概念的に示す回路図、図３６は、実施形態５に係る電池残量調整方法を示すタイミングチャートである。図３４及び図３５中、破線矢印は電流の流れを示している。図３６中、横軸は時間、縦軸は、第１蓄電池１、第２蓄電池２及びコンデンサＣ１１の両端電圧を示している。
【０１９２】
制御部５１は、実施形態１のステップＳ３１〜ステップＳ３４と同様の処理をステップＳ５３１〜ステップＳ５３４で実行することにより、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量と、第２蓄電池２から第１蓄電池１への放電の要否及び可否を判定する。第２蓄電池２から第１蓄電池１への放電を要し、当該放電が可能である場合、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図３４に示すように、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４をオン状態、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する（ステップＳ５３５）。ステップＳ５３５の処理によって、蓄電回路５４１の両端部は、第２蓄電池２の正極及び負極に接続される。
【０１９３】
次いで、制御部５１は、第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５３６）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ５３６：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ５３６へ戻し、待機する。この間に、コンデンサＣ１１は第２蓄電池２により充電され、コンデンサＣ１１の両端電圧は第２蓄電池２の電圧に達するまで上昇する。
【０１９４】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ５３６：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって、図３５に示すように、第３及び第４スイッチＳＷ３、ＳＷ４をオフ状態に制御し（ステップＳ５３７）、次いで、第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に制御する（ステップＳ５３８）。ステップＳ５３７及びステップＳ５３８の処理によって、蓄電回路５４１の一端部は第１蓄電池１の正極に接続され、蓄電回路５４１の他端部は第２蓄電池２の正極端に接続される。従って、蓄電回路５４１の一端部の電圧は、第２蓄電池２の電圧の略２倍になる。
【０１９５】
次いで、制御部５１は、第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に切り替えた後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５３９）。所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ５３９：ＮＯ）、制御部５１は処理をステップＳ５３９へ戻し、待機する。この間に、コンデンサＣ１１に蓄えられた電力によって第１蓄電池１の充電が行われる。
【０１９６】
所定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ５３９：ＹＥＳ）、制御部５１は、信号出力部５９から開閉信号を出力することによって第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する（ステップＳ５４０）。次いで、制御部５１は、第１蓄電池１の電圧及び電流に基づいて第１蓄電池１の残量を算出し、第１蓄電池１の残量が所定の下限閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５４１）。第１蓄電池１の残量が下限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ５４１：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ５３１へ戻し、第２蓄電池２の放電及び第１蓄電池１の充電を継続する。
【０１９７】
第１蓄電池１の残量が下限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ５４１：ＹＥＳ）、制御部５１は、第２蓄電池２の電圧及び電流に基づいて第２蓄電池２の残量が上限閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５４２）。第２蓄電池２の残量が上限閾値以上であると判定した場合（ステップＳ５４２：ＮＯ）、制御部５１は、処理をステップＳ５３１へ戻し、第２蓄電池２の放電及び第１蓄電池１の充電を継続する。
【０１９８】
第２蓄電池２の残量が上限閾値未満であると判定した場合（ステップＳ５４２：ＹＥＳ）、制御部５１は、残量調整に係る処理を終える。
【０１９９】
以上の通り、第２蓄電池２の残量が上限値未満、第１蓄電池１の残量が下限閾値以上になるまで、ステップＳ５３５〜ステップＳ５４０の処理が繰り返し実行される。当該処理を繰り返し実行することによって、図３６に示すように、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の電圧が略同一になるまで、第１蓄電池１を第２蓄電池２にて充電することができる。
【０２００】
このように構成された実施形態５によれば、実施形態１と同様、第２蓄電池２の電圧が第１蓄電池１の電圧より低い場合であっても、第１蓄電池１を昇圧し、第２蓄電池２を充電することができる。また、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧より低い場合であっても、第２蓄電池２を昇圧し、第１蓄電池１を充電することができる。
【０２０１】
また、実施形態１に比べて、スイッチの部品点数を削減した簡単な回路構成で、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の昇圧及び充放電を制御することができる。具体的には、第１乃至第５スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５の開閉を制御することによって、実施形態１と同様、第１蓄電池１を昇圧し、第２蓄電池２を充電することができる。また、第２蓄電池２を昇圧し、第１蓄電池１を充電することができる。
【０２０２】
（変形例）
なお、実施形態５に係る電池残量調整装置３及び昇圧回路５０４においても、実施形態２と同趣旨で、制御部５１は、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電する場合、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧よりも高いとき、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に制御すると良い。当該制御によって、第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電することができる。
同様に、第２蓄電池２を放電させ、第１蓄電池１を充電する場合、第２蓄電池２の電圧が第１蓄電池１の電圧よりも高いとき、制御部５１は第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に制御すると良い。当該制御によって、第２蓄電池２を放電させ、第１蓄電池１を充電することができる。
【０２０３】
このように構成された実施形態２によれば、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の残量を効率的に調整することができる。
【０２０４】
なお、上記説明では、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に制御する例を説明したが、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４に代えて、第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５をオン状態に制御しても良い。
【０２０５】
（実施形態６）
実施形態６に係る電池残量調整装置３は、実施形態５と同様の昇圧回路５０４を備えており、当該昇圧回路５０４を用いた第１蓄電池１及び第２蓄電池２の充放電処理に加え、実施形態３と同様の処理手順にて第２蓄電池２の内部抵抗、充電率、劣化度等を算出するものである。制御部５１の処理手順は、図２１、図２３、図２４、２５、図２６に示した実施形態３に係る制御部５１の処理手順と同様であり、スイッチング制御の内容が異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態３及び実施形態５と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２０６】
図２１は第１蓄電池１を放電させ、第２蓄電池２を充電させる処理を示したものであるが、制御部５１は、ステップＳ２１２で第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオン状態、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御し（図３０参照）、ステップＳ２１４で第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をオフ状態に制御する。また、制御部５１は、ステップＳ２１５で第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に制御し（図３１参照）、ステップＳ２１７で第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する。制御部５１の他の処理内容は実施形態３と同様である。上記スイッチング制御によって、第１蓄電池１から第２蓄電池２へ放電することができる。
【０２０７】
図２３は第２蓄電池２の内部抵抗の算出処理を示したものであるが、制御部５１は、ステップＳ２３１で、第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に制御し（図３５参照）、ステップＳ２３５で第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する。制御部５１の他の処理内容は実施形態３と同様である。上記スイッチング制御によって、第２蓄電池２の充電完了時に、第２蓄電池２を充電状態から放電状態に切り替えることができる。
【０２０８】
上記の処理によって、第１蓄電池１を放電させて第２蓄電池２を充電する場合、第２蓄電池２の充電完了タイミングで第２蓄電池２を充電状態から放電状態に切り替えることができ、第２蓄電池２の内部抵抗を算出することができる。また、実施形態３と同様、充電率及び劣化度等を算出することができる。
【０２０９】
以上のように構成された実施形態６によれば、実施形態３同様、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の充放電が行われるタイミングで、第２蓄電池２の内部抵抗、充電率、劣化度等を算出することができる。
【０２１０】
（変形例１）
なお、上記実施形態６では、ステップＳ２３１及びステップＳ２３５で第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５をオン状態に制御することによって、第２蓄電池２の正極を制限抵抗回路５４１ｂ及びコンデンサＣ１１を介して第１蓄電池１の正極に接続する例を説明したが、第１蓄電池１に比べ第２蓄電池２の電圧が高い場合、ステップＳ２３１で第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５をオン状態に制御し、ステップＳ２３５で第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５をオフ状態に制御するように構成しても良い。つまり、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の正極を直接接続しても良い。なお、第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５に代えて、第１スイッチＳＷ１及び第４スイッチＳＷ４をオン状態に制御しても良い。また、第１蓄電池１及び第２蓄電池２の正極を接続する場合、図示しない制限抵抗を介して接続する構成が好ましい。
【０２１１】
（変形例２）
また、上記実施形態６では、第２蓄電池２を充電状態から放電状態に切り替えて、当該第２蓄電池２の内部抵抗等を算出する構成を説明したが、第２蓄電池２を放電状態から充電状態に切り替えて、内部抵抗等を算出するように構成しても良い。
具体的には、ステップＳ２１２の処理で第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４をオン状態、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御し（図３４参照）、ステップＳ２１４で第３スイッチＳＷ３及び第４スイッチＳＷ４をオフ状態に制御する。
また、制御部５１は、ステップＳ２１５で第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に制御し（図３５参照）、ステップＳ２１７で第１スイッチＳＷ１及び第５スイッチＳＷ５並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する。上記スイッチング制御によって、第２蓄電池２から第１蓄電池１へ放電することができる。
そして、制御部５１は、ステップＳ２３１で、第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオン状態に制御し（図３１参照）、ステップＳ２３５で第２スイッチＳＷ２及び第４スイッチＳＷ４並びに抵抗値切替スイッチＳＷ１１をオフ状態に制御する。上記スイッチング制御によって、第２蓄電池２の放電完了時に第１蓄電池１を放電状態から充電状態に切り替えることができる。
【０２１２】
（変形例３）
なお、上記変形例２では、ステップＳ２３１及びステップＳ２３５で第１蓄電池１の正極を制限抵抗回路５４１ｂ及びコンデンサＣ１１を介して第２蓄電池２の正極に接続する例を説明したが、第２蓄電池２に比べ第１蓄電池１の電圧が高い場合、変形例１と同様、ステップＳ２３１で第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５をオン状態に制御し、ステップＳ２３５で第２スイッチＳＷ２及び第５スイッチＳＷ５をオフ状態に制御するように構成しても良い。
【符号の説明】
【０２１３】
１  第１蓄電池
２  第２蓄電池
３  電池残量調整装置
４，２０４，４０４，５０４  昇圧回路
５  電池状態監視装置
６  電装品負荷
７  負荷
８  始動モータ
９  発電機
４１，４４１  第１蓄電回路
４１ａ  第１経路切替スイッチ
４２，４４２  第２蓄電回路
４２ａ  第２経路切替スイッチ
４４１ｂ  第１制限抵抗回路
４４２ｂ  第２制限抵抗回路
５４１  蓄電回路
５４１ａ  経路切替スイッチ
５４１ｂ  制限抵抗回路
５１  制御部
５１ａ  ＣＰＵ
５１ｂ  内部記憶部
５１ｃ  タイマ
５１ｄ  インタフェース
５２  記憶部
５２ａ  制御プログラム
５３  第１温度検出部
５３ａ  サーミスタ
５４  第１電圧検出部
５５  第１電流検出部
５５ａ  シャント抵抗
５６  第２温度検出部
５６ａ  サーミスタ
５７  第２電圧検出部
５８  第２電流検出部
５８ａ  シャント抵抗
５９  信号出力部
Ｃ１  第１コンデンサ
Ｒ１  第１抵抗器
Ｃ２  第２コンデンサ
Ｒ２  第２抵抗器
Ｃ１１  コンデンサ
ＳＷ１  第１スイッチ
ＳＷ２  第２スイッチ
ＳＷ３  第３スイッチ
ＳＷ４  第４スイッチ
ＳＷ５  第５スイッチ
ＳＷ６  第６スイッチ
ＳＷ７  第７スイッチ
ＳＷ８  第８スイッチ
ＳＷ９  迂回スイッチ
ＳＷ１１，ＳＷ２１  抵抗値切替スイッチ
Ｒ３  制限抵抗器
Ｒ１１，Ｒ２１  第１制限抵抗器
Ｒ１２，Ｒ２２  第２制限抵抗器
ｒ１  始動リレー
ｒ２  負荷リレー
ｒ３  充電リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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