(57)【要約】【課題】鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出する。【解決手段】鉛蓄電池２の状態判定装置１０は、鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部１０２と、鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部１０３と、電圧検出部により検出された端子電圧から、鉛蓄電池の開回路電圧を取得する第１取得部１０６と、電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、鉛蓄電池の充放電容量を算出する第１演算部１０５と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第１記憶部１０１と、第１取得部により取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧と、第１取得部による複数の鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における鉛蓄電池の充放電容量と、最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第２演算部１０８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部と、
前記電圧検出部により検出された前記端子電圧から、前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得するように構成された第１取得部と、
前記電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、前記鉛蓄電池の充放電容量を算出するように構成された第１演算部と、
前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第１記憶部と、
前記第１取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第１取得部による前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第２演算部と、
を備えることを特徴とする鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項２】
前記第２演算部は、
前記鉛蓄電池の開回路電圧を縦軸及び横軸の一方の軸とし、前記鉛蓄電池の容量を縦軸及び横軸の他方の軸とするグラフ上に、前記鉛蓄電池の開回路電圧と前記鉛蓄電池の開回路電圧の取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量とからなるデータをそれぞれプロットするとともに、前記最大電圧値の直線及び前記最小電圧値の直線をプロットし、
プロットされたデータ数が所定数以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅以上になると、プロットされたデータを直線で近似した近似直線を算出し、
前記近似直線と前記最大電圧値の直線との第１交点と、前記近似直線と前記最小電圧値の直線との第２交点とを算出し、
前記第１交点から前記第２交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項３】
充電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧と、前記電流検出部により検出された充電電流とに基づき、前記鉛蓄電池が満充電状態であるか否かを判定するように構成された満充電判定部をさらに備え、
前記第２演算部は、
前記鉛蓄電池が満充電状態であると前記満充電判定部により判定されると、該判定された満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量を取得し、かつ、
前記第１交点に代えて取得された前記満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量から、前記第２交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項４】
前記第１演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第２演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成された第３演算部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項５】
前記鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存された第２記憶部と、
前記電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧及び前記電流検出部により検出された放電電流に基づき、前記鉛蓄電池の直流内部抵抗を取得するように構成された第２取得部と、
前記鉛蓄電池の充電状態を算出するように構成された第３演算部と、
前記第２取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第２記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を暫定の残存容量として算出するよ
うに構成された第４演算部と、
をさらに備え、
前記第３演算部は、
前記第２演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、前記第１演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第２演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出し、かつ、
前記第２演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合には、前記第１演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第４演算部により算出された前記暫定の残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項６】
前記鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係が保存された第３記憶部と、
前記第２取得部により取得された前記直流内部抵抗と、前記第３演算部により算出された前記鉛蓄電池の充電状態と、前記第３記憶部に保存された前記関係とに基づき、前記鉛蓄電池の劣化率を算出するように構成された第５演算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４または５記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項７】
前記鉛蓄電池の種類を判定する電池判定部をさらに備え、
前記電池判定部は、前記近似直線の傾きに応じて電池の種類を判定することを特徴とする請求項２に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
【請求項８】
前記電池判定部は、前記近似直線の傾きが所定の閾値以下の場合、前記鉛蓄電池が制御弁式電池と判定し、所定の閾値より大きい場合、前記鉛蓄電池が液式電池と判定することを特徴とする請求項７に記載の状態判定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の鉛蓄電池の状態判定装置と、
前記鉛蓄電池と、
動力源としてのエンジンと、
を備え、
前記鉛蓄電池は、前記エンジンを始動するための電源として使用されることを特徴とする車両。
【請求項１０】
鉛蓄電池の端子電圧から前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する電圧取得ステップと、
前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を用いて前記鉛蓄電池の充放電容量を算出する充放電容量算出ステップと、
前記鉛蓄電池の残存容量を算出する残存容量算出ステップと、
を含み、
前記残存容量算出ステップは、
前記電圧取得ステップにより取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する第１ステップと、
前記電圧取得ステップによる前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時において前記充放電容量算出ステップにより算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を取得する第２ステップと、
取得された前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、取得された前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出する第３ステップと、
を含むことを特徴とする鉛蓄電池の状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛蓄電池の状態を判定する鉛蓄電池の状態判定装置、車両及び鉛蓄電池の状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを主たる動力源とする車両は、エンジンを始動するためのスタータモータの電源としてバッテリを備える。このバッテリとしては、一般に鉛蓄電池が使用される。また、近年、鉛蓄電池は、その充放電特性の改良によって、高価なリチウムイオン二次電池では採算が合わない電動カート又はフォークリフトなどの特殊電動車両の電源として普及しつつある。
【０００３】
自家用車のトラブル回数（具体的には日本自動車連盟の出動回数）で最も多いものはバッテリ上がり及びバッテリの劣化である。また、近年、エンジンを主たる動力源とする車両の排ガスを削減するために、アイドルストップスタートが行われている。しかし、アイドルストップによるエンジンの停止中に、バッテリの残存容量が低下して、エンジンを始動するのに必要な出力が得られなくなると、エンジンを再始動できなくなる。このようなバッテリのトラブルを事前に検知し対処できるように、バッテリの残存容量を精度良く検出することが望まれている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一般に、鉛蓄電池では、開回路電圧（以下、「ＯＣＶ」と称される）と残存容量との間に一次式の関係があることが知られている。そこで、上記特許文献１に記載の技術では、上記一次式の関係を利用して、測定されたＯＣＶの値から残存容量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／１５２８７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術では、車両に搭載されている鉛蓄電池の公称容量が既知の場合には、残存容量を算出することが可能になっている。しかしながら、劣化した鉛蓄電池の交換などによって、搭載されている鉛蓄電池の公称容量を車両が認識できない場合には、上記特許文献１に記載の技術では、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出するのは困難となる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するもので、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる鉛蓄電池の状態判定装置、車両及び鉛蓄電池の状態判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る鉛蓄電池の状態判定装置は、鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧から、前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得するように構成された第１取得部と、前記電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、前記鉛蓄電池の充放電容量を算出するように構成された第１演算部と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第１記憶部と、前記第１取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第１取得部による前記複
数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第２演算部と、を備える。
【０００９】
この構成によれば、鉛蓄電池の端子電圧が電圧検出部により検出される。鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流が電流検出部により検出される。電圧検出部により検出された端子電圧から、鉛蓄電池の開回路電圧が第１取得部により取得される。電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、鉛蓄電池の充放電容量が第１演算部により算出される。第１記憶部には、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値が保存されている。第１取得部により取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧と、第１取得部による複数の鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が第２演算部により算出される。
【００１０】
このように、この構成では、鉛蓄電池の開回路電圧から直接鉛蓄電池の残存容量を求めずに、鉛蓄電池の開回路電圧と、鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出される。したがって、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。
【００１１】
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記第２演算部は、前記鉛蓄電池の開回路電圧を縦軸及び横軸の一方の軸とし、前記鉛蓄電池の容量を縦軸及び横軸の他方の軸とするグラフ上に、前記鉛蓄電池の開回路電圧と前記鉛蓄電池の開回路電圧の取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量とからなるデータをそれぞれプロットするとともに、前記最大電圧値の直線及び前記最小電圧値の直線をプロットし、プロットされたデータ数が所定数以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅以上になると、プロットされたデータを直線で近似した近似直線を算出し、前記近似直線と前記最大電圧値の直線との第１交点と、前記近似直線と前記最小電圧値の直線との第２交点とを算出し、前記第１交点から前記第２交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたとしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、鉛蓄電池の開回路電圧を縦軸及び横軸の一方の軸とし、鉛蓄電池の容量を縦軸及び横軸の他方の軸とするグラフ上に、鉛蓄電池の開回路電圧と鉛蓄電池の開回路電圧の取得時における鉛蓄電池の充放電容量とからなるデータがそれぞれプロットされるとともに、鉛蓄電池の開回路電圧の、最大電圧値の直線及び最小電圧値の直線がプロットされる。プロットされたデータ数が所定数以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅以上になると、プロットされたデータを直線で近似した近似直線が算出される。近似直線と最大電圧値の直線との第１交点と、近似直線と最小電圧値の直線との第２交点とが算出される。第１交点から第２交点までの容量幅が鉛蓄電池の残存容量として算出される。ここで、プロットされたデータを近似する近似直線の傾斜角度が、鉛蓄電池の公称容量によって異なるものとなる。したがって、この構成によれば、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を精度良く算出することができる。
【００１３】
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、充電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧と、前記電流検出部により検出された充電電流とに基づき、前記鉛蓄電池が満充電状態であるか否かを判定するように構成された満充電判定部をさらに備え、前記第２演算部は、前記鉛蓄電池が満充電状態であると前記満充電判定部により判定されると、該判定された満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量を取得し、かつ、前記第１交点に代えて取得された前記満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量から、前記第２交点までの容量幅を前記鉛蓄電池の前記残存容量として算出するように構成されたとしてもよ
い。
【００１４】
この構成によれば、充電中に電圧検出部により検出された端子電圧と、電流検出部により検出された充電電流とに基づき、鉛蓄電池が満充電状態であるか否かが満充電判定部により判定される。鉛蓄電池が満充電状態であると満充電判定部により判定されると、該判定された満充電状態での前記鉛蓄電池の充放電容量が取得される。また、第１交点に代えて取得された満充電状態での鉛蓄電池の充放電容量から、第２交点までの容量幅が、鉛蓄電池の残存容量として算出される。
【００１５】
一般に、第１演算部により算出される鉛蓄電池の充放電容量は、相対的な値として算出される。これに対して、この構成では、満充電状態での鉛蓄電池の充放電容量が、基準値として用いられることになる。このため、この構成によれば、鉛蓄電池の残存容量を、継続して、精度良く算出することが可能になる。
【００１６】
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記第１演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第２演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成された第３演算部をさらに備えるとしてもよい。
【００１７】
この構成によれば、第１演算部により算出された鉛蓄電池の充放電容量を第２演算部により算出された鉛蓄電池の残存容量で除算した商が、鉛蓄電池の充電状態として第３演算部により算出される。したがって、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の充電状態を好適に算出することができる。
【００１８】
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存された第２記憶部と、前記電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧及び前記電流検出部により検出された放電電流に基づき、前記鉛蓄電池の直流内部抵抗を取得するように構成された第２取得部と、前記鉛蓄電池の充電状態を算出するように構成された第３演算部と、前記第２取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第２記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を暫定の残存容量として算出するように構成された第４演算部と、をさらに備え、前記第３演算部は、前記第２演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、前記第１演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第２演算部により算出された前記鉛蓄電池の前記残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出し、かつ、前記第２演算部により前記鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合には、前記第１演算部により算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を前記第４演算部により算出された前記暫定の残存容量で除算した商を、前記鉛蓄電池の充電状態として算出するように構成されたとしてもよい。
【００１９】
この構成によれば、第２記憶部には、鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存されている。電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に電圧検出部により検出された端子電圧及び電流検出部により検出された放電電流に基づき、鉛蓄電池の直流内部抵抗が第２取得部により取得される。第２取得部により取得された鉛蓄電池の直流内部抵抗と第２記憶部に保存されている直流内部抵抗と残存容量との関係とから、鉛蓄電池の残存容量が暫定の残存容量として第４演算部により算出される。第２演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、第１演算部により算出された鉛蓄電池の充放電容量を第２演算部により算出された鉛蓄電池の残存容量で除算した商が、鉛蓄電池の充電状態として第３演算部により算出される。また、第２演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合には、第１演算部により算出された鉛
蓄電池の充放電容量を第４演算部により算出された暫定の残存容量で除算した商が、鉛蓄電池の充電状態として第３演算部により算出される。
【００２０】
したがって、第２演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の充電状態を好適に算出することができる。また、第２演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合であっても、暫定の残存容量を用いることによって、鉛蓄電池の充電状態を確実に算出することができる。
【００２１】
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係が保存された第３記憶部と、前記第２取得部により取得された前記直流内部抵抗と、前記第３演算部により算出された前記鉛蓄電池の充電状態と、前記第３記憶部に保存された前記関係とに基づき、前記鉛蓄電池の劣化率を算出するように構成された第５演算部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、第３記憶部には、鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係が保存されている。第２取得部により取得された鉛蓄電池の直流内部抵抗と、第３演算部により算出された鉛蓄電池の充電状態と、第３記憶部に保存された鉛蓄電池の複数の劣化率における直流内部抵抗と充電状態との関係とに基づき、鉛蓄電池の劣化率が第５演算部により算出される。
【００２３】
したがって、第２演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されている場合には、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の劣化率を好適に算出することができる。また、第２演算部により鉛蓄電池の残存容量が算出されていない場合であっても、暫定の残存容量を用いることによって、鉛蓄電池の劣化率を確実に算出することができる。
【００２４】
また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記鉛蓄電池の種類を判定する電池判定部をさらに備え、前記電池判定部は、前記近似直線の傾きに応じて電池の種類を判定するように構成されたとしてもよい。さらに、前記電池判定部は、前記近似直線の傾きが所定の閾値以下の場合、前記鉛蓄電池が制御弁式電池と判定し、所定の閾値より大きい場合、前記鉛蓄電池が液式電池と判定するように構成されたとしてもよい。
この構成によれば、電池判定部が、近似直線の傾きに応じて鉛蓄電池の種類、特に制御弁式電池か液式電池かを判定する。したがって、適性の電池の搭載が可能となるため、電池交換後の車両使用時の信頼性が向上する。
【００２５】
本発明に係る車両は、上記の鉛蓄電池の状態判定装置と、前記鉛蓄電池と、動力源としてのエンジンと、を備え、前記鉛蓄電池は、前記エンジンを始動するための電源として使用される。
【００２６】
この構成によれば、鉛蓄電池は、動力源としてのエンジンを始動するための電源として使用される。ここで、車両に搭載されている鉛蓄電池が、劣化等により交換されると、車両は、交換後の新たな鉛蓄電池の公称容量を正確に認識するのは困難となっている。これに対して、この構成によれば、上記の鉛蓄電池の状態判定装置を備えるため、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。
【００２７】
本発明に係る鉛蓄電池の状態判定方法は、鉛蓄電池の端子電圧から前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する電圧取得ステップと、前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を用いて前記鉛蓄電池の充放電容量を算出する充放電容量算出ステップと、前記鉛蓄電池の残存容量を算出する残存容量算出ステップと、を含み、前記残存容量算出ステップは、前記電圧取得ステップにより取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得する第１ステップと、前記電圧取得ステップによる前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの
取得時において前記充放電容量算出ステップにより算出された前記鉛蓄電池の充放電容量を取得する第２ステップと、取得された前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、取得された前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出する第３ステップと、を含む。
【００２８】
この構成によれば、電圧取得ステップでは、鉛蓄電池の端子電圧から鉛蓄電池の開回路電圧が取得される。充放電容量算出ステップでは、鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を用いて鉛蓄電池の充放電容量が算出される。残存容量算出ステップの第１ステップでは、電圧取得ステップにより取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧が取得される。また、残存容量算出ステップの第２ステップでは、電圧取得ステップによる複数の鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時において充放電容量算出ステップにより算出された鉛蓄電池の充放電容量が取得される。また、残存容量算出ステップの第３ステップでは、取得された複数の鉛蓄電池の開回路電圧と、取得された鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出される。
【００２９】
このように、この構成では、鉛蓄電池の開回路電圧から直接鉛蓄電池の残存容量を求めずに、鉛蓄電池の開回路電圧と、鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出される。したがって、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、鉛蓄電池の開回路電圧から直接鉛蓄電池の残存容量を求めずに、鉛蓄電池の開回路電圧と、鉛蓄電池の充放電容量と、鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値とを用いて、鉛蓄電池の残存容量が算出されるため、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の車両の主要な構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】鉛蓄電池の直流内部抵抗と残存容量との関係を概略的に表す図である。
【図３】鉛蓄電池の種々の劣化率における充電状態と直流内部抵抗との関係を概略的に表す図である。
【図４】鉛蓄電池のＯＣＶと容量との関係を概略的に表す図である。
【図５】鉛蓄電池のＯＣＶと容量との関係を概略的に表す図である。
【図６】放電電流が所定値以上のときに実行される動作を概略的に示すフローチャートである。
【図７】所定時間毎に実行される動作を概略的に示すフローチャートである。
【図８】第１取得部によるＯＣＶ取得動作及び第２演算部による真正の残存容量の算出動作を概略的に示すフローチャートである。
【図９】本発明の別実施形態の車両の主要な構成を概略的に示すブロック図である。
【図１０】各電池における容量に対するＯＣＶの変化量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態が説明される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。
【００３３】
図１は本発明の一実施形態の車両１の主要な構成を概略的に示すブロック図である。図
２は、鉛蓄電池の直流内部抵抗（以下、「ＤＣＩＲ」と称される）と残存容量との関係を概略的に表す図である。図３は、鉛蓄電池の種々の劣化率における充電状態（以下、「ＳＯＣ」と称される）とＤＣＩＲとの関係を概略的に表す図である。
【００３４】
車両１は、エンジンを主たる動力源とする。車両１は、鉛蓄電池２、エンジン３、スタータモータ４、負荷回路５，６、オルタネータ７、イグニションスイッチ８、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９、本発明の一実施形態のバッテリ制御部１０を備える。鉛蓄電池２は、車両１のバッテリとして機能する。鉛蓄電池２の公称電圧は、この実施形態では１２［Ｖ］である。鉛蓄電池２から出力される電力は、車両１のエンジン３を始動するスタータモータ４の駆動、負荷回路５，６の電源に使用される。オルタネータ７は、イグニションスイッチ８を介して鉛蓄電池２に接続され、エンジン３によって駆動される発電機である。オルタネータ７の発電量が車両の負荷回路５，６の電気負荷を超えるときは、オルタネータ７により発電された電力によって鉛蓄電池２が充電される。
【００３５】
イグニションスイッチ８のキー操作位置がＯＦＦ位置では、鉛蓄電池２と負荷回路５，６、オルタネータ７との間は遮断され、かつ、エンジン３は停止している。イグニションスイッチ８のキー操作位置がＡＣＣ位置では、鉛蓄電池２からオーディオ等の負荷回路５に電力が供給され、かつ、エンジン３は停止している。イグニションスイッチ８のキー操作位置がＯＮ位置では、鉛蓄電池２から負荷回路５及びエアコン等の負荷回路６に電力が供給され、かつ、エンジン３は動作している。イグニションスイッチ８のキー操作位置がＳＴＡＲＴ位置では、鉛蓄電池２から電力が供給されたスタータモータ４によりエンジン３が始動される。
【００３６】
ＥＣＵ９は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に保存するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、これらの周辺回路等を備える。ＥＣＵ９は、車両１の全体の動作を制御する。
【００３７】
バッテリ制御部１０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ、データを一時的に保存するＲＡＭ、これらの周辺回路等を備える。バッテリ制御部１０は、ＥＣＵ９と互いに通信可能に構成されている。バッテリ制御部１０は、例えばフラッシュメモリなどで構成された記憶部１０１、電圧検出部１０２、電流検出部１０３を備える。バッテリ制御部１０は、ＲＯＭに保存された制御プログラムを実行することにより、計時部１０４、第１演算部１０５、第１取得部１０６、満充電判定部１０７、第２演算部１０８、第２取得部１０９、第３演算部１１０、第４演算部１１１、第５演算部１１２として機能する。
【００３８】
記憶部１０１は、図２に示される、鉛蓄電池２のＤＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係を保存している。図２に示される関係は、例えば実験的に、予め求められている。図２に示されるように、鉛蓄電池２は、残存容量Ｃｐが小さくなるほど、ＤＣＩＲの値が高くなる特性を有する。ここで、電池の残存容量は、電池が満充電されたときの容量を表す。電池が劣化すると、電池の残存容量は減少する。後述されるように、電池の残存容量は、ＳＯＣを算出する際に使用される。
【００３９】
また、記憶部１０１は、図３に示される、鉛蓄電池２の種々の劣化率におけるＳＯＣとＤＣＩＲとの関係を保存している。図３に示される関係は、例えば実験的に、予め求められている。図３において、曲線Ｄ１は、例えば劣化率５％を表し、曲線Ｄ２は、例えば劣化率２５％を表し、曲線Ｄ３は、例えば劣化率５０％を表し、曲線Ｄ４は、例えば劣化率７５％を表す。図３に示されるように、鉛蓄電池２は、劣化率が高くなるほど、ＤＣＩＲ
の値が高くなる特性を有する。図３の抵抗値Ｌｒは、鉛蓄電池２が寿命となる限界の抵抗値である。限界の抵抗値Ｌｒは、例えば、新品の鉛蓄電池２のＤＣＩＲの２倍の値に設定される。図３に示される劣化率の曲線Ｄ１〜Ｄ４は、例えばルックアップテーブルとして記憶部１０１に保存されてもよい。代替的に、図３に示される劣化率の曲線Ｄ１〜Ｄ４は、例えば関数として記憶部１０１に保存されてもよい。
【００４０】
電圧検出部１０２は、鉛蓄電池２の端子電圧を検出する。電流検出部１０３は、鉛蓄電池２に流れる電流を検出する。電流検出部１０３は、この実施形態では、充電電流を正の値とし、放電電流を負の値とする。計時部１０４は、経過時間をカウントするタイマーである。
【００４１】
第１演算部１０５は、所定時間Ｔ１（例えばＴ１＝１秒）毎に、電流検出部１０３により検出された電流を取得する。第１演算部１０５は、検出された電流が充電電流Ａ１であれば、充電電気量＋（Ａ１×Ｔ１）を算出して積算し、放電電流Ａ２であれば、放電電気量−（Ａ２×Ｔ１）を算出して積算する。第１演算部１０５は、積算された充放電電気量に、予め定められた係数Ｃ１を乗算して、鉛蓄電池２の充放電容量を算出する。第１演算部１０５は、算出された鉛蓄電池２の充放電容量を記憶部１０１に保存する。なお、係数Ｃ１は、例えばＣ１＝１でもよい。つまり、充放電電気量と充放電容量とは、等しい値として取り扱われてもよい。
【００４２】
第１取得部１０６は、エンジン３が停止しているときの電圧検出部１０２の検出電圧に基づき、鉛蓄電池２の開回路電圧（以下、「ＯＣＶ」と称される）を取得する。第１取得部１０６は、電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ３（例えばＡ３＝１００ｍＡ）以下のときに、エンジン３が停止していると判定する。第１取得部１０６は、所定時間Ｔ２（例えばＴ２＝１時間）毎に、電圧検出部１０２の検出電圧Ｖ１を取得し、検出電圧Ｖ１の変化率が所定値Ｖ２／Ｔ２（例えばＶ２＝０．０２Ｖ）［Ｖ／時間］以下であれば、検出電圧Ｖ１をＯＣＶとして取得する。
【００４３】
ここで、電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ３以下とは、鉛蓄電池２に流れている電流が暗電流であることを表す。暗電流とは、車両１のエンジン３が停止している際に流れる、車両１の保全に最低限必要な電流（例えば各種メモリーへの電源供給など）や、鉛蓄電池２の発電要素や鉛蓄電池２を組み込んだ回路および配線が生来的に有する自己放電による電流、さらにはＥＣＵ９がエラーモードを発信しない程度の微小な短絡電流などを含む。したがって、車両１の仕様及び鉛蓄電池２の仕様などに基づき、予め暗電流の電流値を推定することができる。または、車両１に鉛蓄電池２を組み込んだ状態で、車両１のエンジン３の停止時における暗電流の電流値を計測してもよい。このようにして得られた暗電流の電流値（推定値または計測値）、または得られた電流値にマージンを加えた電流値が、所定値Ａ３として設定されている。
【００４４】
満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の充電中において、電圧検出部１０２の検出電圧が所定値Ｖ３（例えばＶ３＝１４．５Ｖ）以上かつ電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ４（例えばＡ４＝０．８Ａ）以下の状態が、所定時間Ｔ３（例えばＴ３＝６０秒）継続すると、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定する。満充電判定部１０７は、満充電状態であると判定した時点の鉛蓄電池２の充放電容量を第１演算部１０５から取得する。満充電判定部１０７は、取得した満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量を記憶部１０１に保存する。
【００４５】
なお、第１演算部１０５は、鉛蓄電池２の充放電容量を相対値として算出するが、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが得られた後は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆを基準値として、鉛蓄電池２の充放電容量を算出する。
【００４６】
また、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定した後で、再び鉛蓄電池２が満充電状態であると判定した場合には、その時点の鉛蓄電池２の充放電容量を第１演算部１０５から再び取得して、記憶部１０１に保存されている満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量を更新すればよい。
【００４７】
図４、図５は、鉛蓄電池２のＯＣＶと容量との関係を概略的に表す図である。図４、図５を用いて、第２演算部１０８の機能が説明される。
【００４８】
記憶部１０１は、さらに、図４に示される、鉛蓄電池２のＯＣＶとして予め設定された最大電圧値Ｖｍａｘ（例えばＶｍａｘ＝１２．８Ｖ）及び最小電圧値Ｖｍｉｎ（例えばＶｍｉｎ＝１１．８Ｖ）を保存している。
【００４９】
第２演算部１０８は、第１取得部１０６が鉛蓄電池２のＯＣＶを取得した時点の、記憶部１０１に保存されている鉛蓄電池２の充放電容量を取得する。図４は、鉛蓄電池２のＯＣＶを縦軸とし、鉛蓄電池２の容量を横軸とするグラフを示している。第２演算部１０８は、図４に示されるグラフ上に、取得された鉛蓄電池２のＯＣＶ及び充放電容量からなるデータをプロットする。第２演算部１０８は、第１取得部１０６が鉛蓄電池２のＯＣＶを取得する度に、上記データをプロットする。
【００５０】
第２演算部１０８は、プロットされたデータ数が所定数Ｎ１（例えばＮ１＝４）以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅Ｗ（例えばＷ＝残存容量の５％）以上になると、プロットされたデータを例えば最小二乗法により直線で近似し、近似直線Ｌ１を算出する。図４に示されるように、第２演算部１０８は、近似直線Ｌ１と最大電圧値Ｖｍａｘとの交点Ｐ１の座標を算出し、近似直線Ｌ１と最小電圧値Ｖｍｉｎとの交点Ｐ２の座標を算出する。第２演算部１０８は、交点Ｐ１から交点Ｐ２までの容量幅を真正の残存容量Ｃｔとして算出する。
【００５１】
また、第２演算部１０８は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されていれば、これを記憶部１０１から取得する。第２演算部１０８は、図５に示されるように、最大電圧値Ｖｍａｘとの交点Ｐ１に代えて、満充電状態での充放電容量Ｃｆを近似直線Ｌ２の左端とする。すなわち、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されている場合には、第２演算部１０８は、充放電容量Ｃｆから交点Ｐ２までの容量幅を真正の残存容量Ｃｔとして算出する。
【００５２】
なお、プロットされたデータ数が所定数Ｎ１以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅Ｗ以上になるまでの期間の上限値は、この期間に、鉛蓄電池２が劣化しないような値に設定することが必要である。すなわち、上記期間中は、例えば図３において、鉛蓄電池２が同一の劣化率曲線上に位置していることが必要である。上記期間の上限値は、例えば２週間から１箇月程度に設定すればよい。
【００５３】
また、図４、図５では、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆを基準値とし、この基準値からの低下量として、鉛蓄電池２の充放電容量を考えている。そこで、図４、図５では、横軸にとる容量を左向きとしている。
【００５４】
図１に戻って、第２取得部１０９は、電流検出部１０３により検出された放電電流が所定値Ａ５（例えばＡ５＝１００Ａ）以上のときに、その放電中に電圧検出部１０２の検出電圧Ｖｄ及び電流検出部１０３の検出電流Ｉｄを所定時間Ｔ４（例えばＴ４＝１ｍｓｅｃ）毎に所定回数Ｎ２（例えばＮ２＝８）取得する。第２取得部１０９は、取得された検出電圧Ｖｄｉ（ｉ＝１〜８）及び検出電流Ｉｄｉ（ｉ＝１〜８）から、傾きＶｄｉ／Ｉｄｉ
（ｉ＝１〜８）を算出し、この８点を例えば最小二乗法により直線で近似する。第２取得部１０９は、この直線で近似された値を鉛蓄電池２のＤＣＩＲとして取得する。
【００５５】
第２取得部１０９は、電流検出部１０３により検出された放電電流が所定値Ａ５（例えばＡ５＝１００Ａ）以上になる度に、ＤＣＩＲを取得する。車両１のエンジン３が始動されると、鉛蓄電池２の放電電流は１００Ａ以上になる。このため、第２取得部１０９は、エンジン３の始動毎にＤＣＩＲを取得する。
【００５６】
第３演算部１１０は、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されている場合には、第１演算部１０５により算出された充放電容量を第２演算部１０８により算出された真正の残存容量Ｃｔで除算した商を、鉛蓄電池２のＳＯＣとして算出する。第３演算部１１０は、第２取得部１０９によるＤＣＩＲの取得毎に（言い換えるとエンジン３の始動毎に）、鉛蓄電池２のＳＯＣを算出する。
【００５７】
第４演算部１１１は、車両１に搭載されている鉛蓄電池２が交換されたときに、第２取得部１０９により最初に取得された鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている図２に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の残存容量を暫定の残存容量Ｃｐとして算出する。なお、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２の交換後、第２取得部１０９により連続して複数回（例えば４回）取得された鉛蓄電池２のＤＣＩＲを平均し、この平均値のＤＣＩＲと図２に示される関係とに基づき、再び鉛蓄電池２の暫定の残存容量Ｃｐを算出し、暫定の残存容量Ｃｐを更新してもよい。第４演算部１１１は、算出された暫定の残存容量Ｃｐを記憶部１０１に保存する。
【００５８】
第３演算部１１０は、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合には、第４演算部１１１により算出された暫定の残存容量Ｃｐを使用して、鉛蓄電池２のＳＯＣを算出する。すなわち、第３演算部１１０は、第１演算部１０５により算出された充放電容量を第４演算部１１１により算出された暫定の残存容量Ｃｐで除算した商を、鉛蓄電池２のＳＯＣとして算出する。
【００５９】
第５演算部１１２は、第２取得部１０９によるＤＣＩＲの取得毎に（言い換えるとエンジン３の始動毎に）、第３演算部１１０により算出された鉛蓄電池２のＳＯＣと、ＤＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている図３に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の劣化率を算出する。第５演算部１１２により算出された鉛蓄電池２の劣化率が例えば７５％以上になると、ＥＣＵ９は、電池交換の準備を促すメッセージを音声発生又は文字表示により使用者に報知してもよい。本実施形態において、記憶部１０１が、第１記憶部、第２記憶部、第３記憶部の一例に相当し、交点Ｐ１が第１交点の一例に相当し、交点Ｐ２が第２交点の一例に相当する。
【００６０】
図６は、放電電流が所定値Ａ５以上のときに実行される動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第２取得部１０９は、電流検出部１０３により検出された放電電流が所定値Ａ５以上であるか否かを判別する（ステップＳ１）。放電電流が所定値Ａ５未満であれば（ステップＳ１でＮＯ）、このフローは終了する。
【００６１】
放電電流が所定値Ａ５以上であれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、第２取得部１０９は、電圧検出部１０２の検出電圧及び電流検出部１０３の検出電流を時間Ｔ４毎にＮ２回取得する（ステップＳ２）。次いで、第２取得部１０９は、鉛蓄電池２のＤＣＩＲを取得する（ステップＳ３）。
【００６２】
続いて、バッテリ制御部１０は、鉛蓄電池２が交換されたか否かを判別する（ステップＳ４）。例えば、バッテリ制御部１０のＲＯＭに保存されたプログラムの電源リセット時
のイニシャル処理において、交換判別用フラグをオンにしておけばよい。そして、ステップＳ４では、バッテリ制御部１０は、交換判別用フラグがオンであれば、鉛蓄電池２が交換されたと判別すればよい。
【００６３】
鉛蓄電池２が交換されていないと判別されると（ステップＳ４でＮＯ）、処理はステップＳ７に進む。一方、鉛蓄電池２が交換されたと判別されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、バッテリ制御部１０は、記憶部１０１に保存されている交換前の鉛蓄電池２に関するデータを消去する（ステップＳ５）。続いて、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２の暫定の残存容量を算出する（ステップＳ６）。
【００６４】
続くステップＳ７では、第３演算部１１０は、鉛蓄電池２のＳＯＣを算出する。このとき、上述のように、第３演算部１１０は、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されている場合には、ＳＯＣの算出に真正の残存容量Ｃｔを使用し、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合には、ＳＯＣの算出に第４演算部１１１により算出された暫定の残存容量Ｃｐを使用する。続いて、第５演算部１１２は、鉛蓄電池２の劣化率を算出する（ステップＳ８）。
【００６５】
図７は、所定時間Ｔ５（例えばＴ５＝１０ｍｓｅｃ）毎に実行される動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第１演算部１０５は、電流検出部１０３により検出される、鉛蓄電池２に流れる電流Ｉｔを取得する（ステップＳ２１）。続いて、第１演算部１０５は、充放電電気量Ｑ＝Ｉｔ×Ｔ５を算出する（ステップＳ２２）。次いで、第１演算部１０５は、算出された充放電電気量Ｑ＝Ｉｔ×Ｔ５を積算して、鉛蓄電池２の充放電容量を算出し、算出され充放電容量を記憶部１０１に保存する（ステップＳ２３）。
【００６６】
次に、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の充電中であるか否かを判別する（ステップＳ２４）。鉛蓄電池２の充電中でなければ（ステップＳ２４でＮＯ）、このフローを終了する。一方、鉛蓄電池２の充電中であれば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、電圧検出部１０２により検出される鉛蓄電池２の端子電圧、電流検出部１０３により検出される鉛蓄電池２の充電電流を取得する（ステップＳ２５）。
【００６７】
次いで、満充電判定部１０７は、電圧Ｖ３以上かつ電流Ａ４以下の状態が時間Ｔ３継続したか否かを判別し（ステップＳ２６）、継続していなければ（ステップＳ２６でＮＯ）、このフローを終了する。一方、ステップＳ２６において、電圧Ｖ３以上かつ電流Ａ４以下の状態が時間Ｔ３継続していれば（ステップＳ２６でＹＥＳ）、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定する（ステップＳ２７）。次いで、満充電判定部１０７は、満充電状態の充放電容量を記憶部１０１に保存する（ステップＳ２８）。
【００６８】
図８は、第１取得部１０６によるＯＣＶ取得動作及び第２演算部１０８による真正の残存容量の算出動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第１取得部１０６は、電流検出部１０３により検出された電流が所定値Ａ３以下であるか否かを判別する（ステップＳ４１）。検出された電流が所定値Ａ３を超えていれば（ステップＳ４１でＮＯ）、このフローを終了する。
【００６９】
一方、検出された電流が所定値Ａ３以下であれば（ステップＳ４１でＹＥＳ）、第１取得部１０６は、時間Ｔ２毎に、電圧検出部１０２により検出された電圧を取得し（ステップＳ４２）、検出された電圧の変化率がＶ２／Ｔ２以下であるか否かを判別する（ステップＳ４３）。検出された電圧の変化率がＶ２／Ｔ２を超えていれば（ステップＳ４３でＮＯ）、第１取得部１０６は、このフローを終了する。一方、検出された電圧の変化率がＶ２／Ｔ２以下であれば（ステップＳ４３でＹＥＳ）、第１取得部１０６は、検出された電圧をＯＣＶとして取得する（ステップＳ４４）。
【００７０】
次に、第２演算部１０８は、第１取得部１０６により取得された鉛蓄電池２のＯＣＶと、記憶部１０１に保存されている現在の鉛蓄電池２の充放電容量とを、図４に示されるグラフ上にプロットする（ステップＳ４５）。続いて、第２演算部１０８は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されているか否かを判別する（ステップＳ４６）。
【００７１】
満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されていなければ（ステップＳ４６でＮＯ）、処理はステップＳ４８に進む。一方、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されていれば（ステップＳ４６でＹＥＳ）、第２演算部１０８は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆを取得する（ステップＳ４７）。
【００７２】
続いて、第２演算部１０８は、プロットされたデータ数がＮ１以上かつプロットされたデータの容量幅がＷ以上か否かを判別する（ステップＳ４８）。第２演算部１０８は、ステップＳ４８がＮＯであれば、このフローを終了する一方、ステップＳ４８がＹＥＳであれば、上述された手順で、真正の残存容量Ｃｔを算出する（ステップＳ４９）。
【００７３】
以上説明されたように、この実施形態では、第２演算部１０８により、鉛蓄電池２のＯＣＶと、鉛蓄電池２の充放電容量とが、図４に示されるグラフ上にプロットされ、このプロットされたデータの近似直線Ｌ１と最大電圧値Ｖｍａｘとの交点Ｐ１及び近似直線Ｌ１と最小電圧値Ｖｍｉｎとの交点Ｐ２から、残存容量Ｃｔが算出されている。
【００７４】
ここで、プロットされたデータの近似直線Ｌ１の傾斜角度が、鉛蓄電池２の公称容量によって異なるものとなる。したがって、この実施形態によれば、鉛蓄電池２の公称容量に関係なく、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔを精度良く算出することができる。その結果、この実施形態によれば、鉛蓄電池２のＳＯＣ及び劣化率を精度良く算出することができる。
【００７５】
また、この実施形態では、満充電判定部１０７により鉛蓄電池２が満充電状態であると判定されると、鉛蓄電池２の満充電状態での充放電容量Ｃｆが取得され、最大電圧値Ｖｍａｘに代えて、満充電状態での充放電容量Ｃｆが近似直線Ｌ２の左端とされている。したがって、この実施形態によれば、充放電容量の基準値の精度を向上することができる。その結果、この実施形態によれば、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔを、より高い精度で算出することができる。
【００７６】
また、この実施形態では、第４演算部１１１により、鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、図２に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の暫定の残存容量Ｃｐが算出され、真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合には、暫定の残存容量Ｃｐを使用して、鉛蓄電池２のＳＯＣが、第３演算部１１０により算出される。したがって、この実施形態によれば、真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合でも、確実に、鉛蓄電池２のＳＯＣ及び劣化率を算出することができる。
【００７７】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態が説明される。
【００７８】
（１）上記実施形態では、車両１は、ＥＣＵ９とは別に、バッテリ制御部１０を備えている。代替的に、車両１は、バッテリ制御部１０を備えずに、ＥＣＵ９が、バッテリ制御部１０の各機能を実現するように構成してもよい。
【００７９】
（２）上記実施形態では、車両１は、エンジンを主たる動力源としており、鉛蓄電池２
は、エンジンを始動するために使用されている。代替的に、車両１は、モータを動力源とする、例えば電動カート又はフォークリフトなどの電動車両であってもよい。この電動車両では、鉛蓄電池２は、モータの電源として使用される。この電動車両では、モータの始動時に流れる放電電流は、エンジンを主たる動力源とする車両のエンジン始動時に流れる放電電流より小さい。このため、所定値Ａ５は、例えばＡ５＝１０Ａなど、上記実施形態より小さい、電動車両に適切な値に設定すればよい。
【００８０】
また、車両１が、モータを動力源とする電動車両である実施形態では、バッテリ制御部１０は、さらに、第２演算部１０８により算出される鉛蓄電池２の真正の残存容量Ｃｔの低下率を算出してもよい。また、バッテリ制御部１０は、適正に充電されている場合の鉛蓄電池２の残存容量の基準低下率を保持しておき、算出された残存容量Ｃｔの低下率が基準低下率より低い場合には、鉛蓄電池２のリフレッシュ充電を開始させるようにしてもよい。代替的に、バッテリ制御部１０は、第５演算部１１２により算出される劣化率が例えば５０％になると、鉛蓄電池２のリフレッシュ充電を開始させるようにしてもよい。
【００８１】
リフレッシュ充電は、鉛蓄電池２のサルフェーションを解消するためのものである。リフレッシュ充電は、例えば国際公開第２０１０／１３７３３４号または国際公開第２０１３／０７３１７５号に開示されている。リフレッシュ充電により、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔが回復した場合には、バッテリ制御部１０は、サルフェーションが解消されたものと判断して、鉛蓄電池２の使用を継続すればよい。一方、リフレッシュ充電を行っても鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔが回復しない場合には、バッテリ制御部１０は、鉛蓄電池２が異常である又は劣化が進んでいると判断して、鉛蓄電池２の交換を促すようにしてもよい。
【００８２】
（３）上記実施形態では、第２演算部１０８は、予め設定された、鉛蓄電池２のＯＣＶの最小電圧値Ｖｍｉｎを初期値（上記実施形態では例えばＶｍｉｎ＝１１．８Ｖ）から変更せずに使用しているが、代替的に、初期値から変更して使用してもよい。第２演算部１０８は、例えば、プロットされたデータの近似直線Ｌ１（図４参照）の傾斜角度に応じた値に最小電圧値Ｖｍｉｎの初期値を変更して使用してもよい。
【００８３】
（４）上記実施形態において、バッテリ制御部１０は、さらに、プロットされたデータの近似直線Ｌ１（図４参照）の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池２の種類を判定するようにしてもよい。具体的には、図１のバッテリ制御部１０は、図９に示される電池判定部１１３をさらに備え、この電池判定部１１３が近似直線Ｌ１の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池２の種類を判定する。図９は、本発明の別実施形態の車両の主要な構成を概略的に示すブロック図であり、電池判定部１１３以外は図１と共通するため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
この実施形態では、鉛蓄電池の異なる種類（例えば極板の枚数またはセパレータの材質など）毎に、鉛蓄電池の劣化率曲線Ｄ１〜Ｄ４（図３参照）の組合せを、記憶部１０１に保存しておいてもよい。そして、バッテリ制御部１０は、鉛蓄電池２の種類に対応する劣化率曲線を用いて、鉛蓄電池２の劣化率を判定するようにしてもよい。この実施形態によれば、鉛蓄電池２の種類に関係なく、鉛蓄電池２の劣化率の判定精度を向上することができる。
【００８５】
また、この実施形態では、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の種類に基づき、満充電判定の閾値を変更してもよい。すなわち、上記実施形態では、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の充電中において、電圧検出部１０２の検出電圧が所定値Ｖ３（例えばＶ３＝１４．５Ｖ）以上かつ電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ４（例えばＡ４＝０．８Ａ）以下の状態が、所定時間Ｔ３（例えばＴ３＝６０秒）継続すると、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定している。これに対して、この実施形態では、満充電判定部１０７は、鉛
蓄電池２の種類に基づき、所定値Ｖ３，Ａ４、所定時間Ｔ３を変更してもよい。この実施形態によれば、鉛蓄電池２の種類に関係なく、満充電状態の判定精度を向上することができる。
【００８６】
（５）上記実施形態では、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている図２に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の残存容量を暫定の残存容量Ｃｐとして算出しているが、本発明は、これに限られない。代替的に、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２の交流内部抵抗（ＡＣＩＲ）を用いて、鉛蓄電池２の暫定の残存容量Ｃｐを算出してもよい。
【００８７】
この実施形態では、記憶部１０１は、図２に示される鉛蓄電池２のＤＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係に代えて、鉛蓄電池２のＡＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係を保存しておけばよい。また、第２取得部１０９は、鉛蓄電池２のＤＣＩＲに代えて、鉛蓄電池２のＡＣＩＲを取得すればよい。そして、第４演算部１１１は、第２取得部１０９により取得された鉛蓄電池２のＡＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている鉛蓄電池２のＡＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係とに基づき、鉛蓄電池２の残存容量を暫定の残存容量Ｃｐとして算出すればよい。この実施形態でも、上記実施形態と同様に、真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合でも、確実に、鉛蓄電池２のＳＯＣ及び劣化率を算出することができる。
【００８８】
（６）上記実施形態の（４）では、図９に示されるバッテリ制御部１０の電池判定部１１３は、プロットされたデータの近似直線Ｌ１（図４参照）の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池２の種類を判定するようにした。本実施形態の電池判定部１１３では、特に、制御弁式（ＶＲＬＡ）電池と、液式電池の種類を判定する。
【００８９】
補機用の鉛蓄電池では、電池の交換時に適正な電池以外を据え付けられる可能性があり、誤って取り付けられると、電池寿命等の信頼性が低下する可能性がある。また、ハイブリッド車向けの補機用電池には、制御弁式電池が一般に採用されている。この制御弁式電池は、車室内搭載を前提とした密閉型構造で、電解液の減少が液式電池より少ない。仮に電池交換時に誤って電解液の減少が多い補水タイプの液式電池が搭載されると、車室内では容易に補水できないので、寿命特性が劣化し、信頼性が損なわれる可能性がある。
【００９０】
図４に示すような容量とＯＣＶの変化量の関係は電池固有の値である。そこで、発明者たちは、電池の種類によってどのような関係があるか実験を行った。その結果、図１０のような関係を得た。図１０は、各電池における容量に対するＯＣＶの変化量の関係を示す図である。図１０において、横軸で示される文字列Ｆは制御弁式電池であり、その他の文字列Ａ〜Ｅは液式電池である。図１０に示される縦軸の容量とＯＣＶの変化量の関係は、図４におけるプロットされたデータの近似直線Ｌ１の傾斜角度に相当する。
【００９１】
図１０に示されるように、制御弁式電池は、各液式電池よりも、容量に対するＯＣＶの変化量が大きいことが分かった。これは、制御弁式電池では、液式電池に比べて電解液量が少ないので、放電電気量に対する電解液比重の変動が大きい。すなわち、容量変化に対するＯＣＶの変化量が大きくなるものと考えられる。そこで、バッテリ制御部１０の電池判定部１１３は、図４に示されるプロットされたデータの近似直線Ｌ１（図４参照）の傾斜角度に基づいて、換言すると容量変化に対するＯＣＶの変化量に基づいて、搭載された電池が制御弁式電池か液式電池かを判定する。例えば、電池判定部１１３は、近似直線Ｌ１の傾斜角度が、換言すると、容量変化に対するＯＣＶの変化量が所定の閾値Ｔｈ（例えば図１０では閾値Ｔｈ＝−０．０２５）以下の電池を制御弁式電池と判定し、所定の閾値Ｔｈより大きい電池を液式電池と判定する。判定の手法は均等の範囲内で変更してもよく、例えば絶対値を用いて判定してもよい。以上のような電池の種類の判定によって、適性の電池の搭載が可能となるため、電池交換後の車両使用時の信頼性が向上する。なお、判
定結果を図示しない報知手段でユーザに報知するのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る鉛蓄電池の状態判定装置、車両及び鉛蓄電池の状態判定方法は、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる装置、車両及び方法として有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１  車両
２  鉛蓄電池
３  エンジン
１０  バッテリ制御部
１０１  記憶部
１０２  電圧検出部
１０３  電流検出部
１０５  第１演算部
１０６  第１取得部
１０７  満充電判定部
１０８  第２演算部
１０９  第２取得部
１１０  第３演算部
１１１  第４演算部
１１２  第５演算部
１１３  電池判定部
Ｃｆ  満充電状態での充放電容量
Ｃｐ  暫定の残存容量
Ｃｔ  真正の残存容量
Ｌ１，Ｌ２  近似直線
Ｐ１，Ｐ２  交点
Ｖｍａｘ  最大電圧値
Ｖｍｉｎ  最小電圧値
【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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