(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、
所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得する取得部と、
前記二次電池の充放電の切替の有無を推定する推定部と、
該推定部で切替有りと推定した場合、前記取得部が電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する変更部と、
該変更部で変更した前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を検出する切替検出部と、
該切替検出部で充放電の切替を検出した場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に前記取得部が取得した電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に前記取得部が取得した電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部と
を備える内部抵抗算出装置。
【請求項２】
前記変更部は、
前記切替検出部で充放電の切替を検出した場合、前記推定部が推定した推定時点から充放電の切替時点まで前記第２サンプリング周期に変更する請求項１に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項３】
前記変更部は、
前記切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点から前記待機時間経過時点まで前記第２サンプリング周期に変更する請求項１又は請求項２に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項４】
前記変更部は、
前記切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点の後に前記第１サンプリング周期に変更し、前記切替時点及び前記待機時間経過時点の間で前記第２サンプリング周期に変更する請求項１又は請求項２に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項５】
前記取得部が前記第１サンプリング周期で複数回取得した電流に基づいて電流の増加量又は減少量を繰り返し算出する増減量算出部を備え、
前記推定部は、
取得した電流が正であり、かつ前記増減量算出部が算出した減少量が所定の閾値以上となった場合、あるいは取得した電流が負であり、かつ前記増減量算出部が算出した増加量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項６】
前記二次電池の残存量を繰り返し算出する残存量算出部を備え、
前記推定部は、
前記残存量算出部で算出する残存量が減少し、かつ算出した残存量と所定の下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、あるいは算出する残存量が増加し、かつ算出した残存量と所定の上限値との差が所定の上限閾値以下となった場合、充放電の切替有りと推定する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項７】
アイドリングストップの開始時点又は終了時点に関する情報を取得するアイドリング情報取得部を備え、
前記推定部は、
前記アイドリング情報取得部で取得した開始時点又は終了時点に基づいて充放電の切替の有無を推定する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項８】
オルタネータへの発電に係る指令を取得する指令取得部を備え、
前記推定部は、
前記指令取得部で取得した指令に基づいて充放電の切替の有無を推定する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内部抵抗算出装置。
【請求項９】
コンピュータに、二次電池の内部抵抗を算出させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得する取得部と、
前記二次電池の充放電の切替の有無を推定する推定部と、
切替有りと推定した場合、前記取得部が電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する変更部と、
変更した前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を検出する切替検出部と、
充放電の切替を検出した場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に前記取得部が取得した電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に前記取得部が取得した電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部と
して機能させるコンピュータプログラム。
【請求項１０】
二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、
所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得部が取得し、
前記二次電池の充放電の切替の有無を推定部が推定し、
切替有りと推定された場合、電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更部が変更し、
変更された前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を切替検出部が検出し、
充放電の切替が検出された場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に取得された電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に取得された電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を抵抗算出部が算出する内部抵抗算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置、該内部抵抗算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び内部抵抗算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle：ハイブリッド自動車）及びＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）等の車両が普及しつつある。ＨＥＶ及びＥＶは二次電池を搭載している。このような車両の走行に伴って、二次電池の充電と放電の切り替えが繰り返される。過放電又は過充電を行うと二次電池を劣化させることになるため、二次電池の充電量を把握しながら充放電を制御する必要がある。また、二次電池の劣化を判定するためには、二次電池の内部抵抗を正確に把握する必要がある。
【０００３】
充放電切替後の二次電池の状態は不安定であるため、充放電の切替時点より所定時間経過後に検出された電圧及び電流に基づいて二次電池の内部抵抗を演算する演算装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５７２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のような装置にあっては、二次電池の電圧及び電流を検出する際のサンプリング周期は、例えば、１００ｍｓを採用している。しかし、実際の電圧及び電流は、サンプリング周期よりも短い周期で変動するため、サンプリングして得られる電圧値及び電流値が、二次電池の電圧及び電流の変動幅のどの位置になるのかが不明であり、内部抵抗値を精度よく算出することができない場合がある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の内部抵抗を精度よく算出することができる内部抵抗算出装置、該内部抵抗算出装置を実現するためのコンピュータプログラム及び内部抵抗算出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】
【０００７】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得する取得部と、前記二次電池の充放電の切替の有無を推定する推定部と、該推定部で切替有りと推定した場合、前記取得部が電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する変更部と、該変更部で変更した前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を検出する切替検出部と、該切替検出部で充放電の切替を検出した場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に前記取得部が取得した電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に前記取得部が取得した電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部とを備える。
【０００８】
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の内部抵抗を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得する取得部と、前記二次電池の充放電の切替の有無を推定する推定部と、切替有りと推定した場合、前記取得部が電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する変更部と、変更した前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を検出する切替検出部と、充放電の切替を検出した場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に前記取得部が取得した電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に前記取得部が取得した電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部として機能させる。
【０００９】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出方法は、二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得部が取得し、前記二次電池の充放電の切替の有無を推定部が推定し、切替有りと推定された場合、電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更部が変更し、変更された前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を切替検出部が検出し、充放電の切替が検出された場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に取得された電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に取得された電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を抵抗算出部が算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、二次電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態の内部抵抗算出装置としての電池監視装置を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の二次電池算出装置としての電池監視装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】二次電池ユニットの電流波形の一例を示す説明図である。
【図４】図３の電流波形の時間軸を拡大した場合の放電側の電流波形の一例を示す説明図である。
【図５】本実施の形態の電池監視装置による電流のサンプリング値の一例を示す説明図である。
【図６】本実施の形態の電池監視装置による電流に基づく充放電の切替の有無の推定方法の第１例を示す説明図である。
【図７】本実施の形態の電池監視装置による電流に基づく充放電の切替の有無の推定方法の第２例を示す説明図である。
【図８】本実施の形態の電池監視装置による残存量に基づく充放電の切替の有無の推定方法の一例を示す説明図である。
【図９】本実施の形態の電池監視装置によるアイドリングストップに関する情報に基づく充放電の切替の有無の推定方法の一例を示す説明図である。
【図１０】本実施の形態の電池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１１】本実施の形態の電池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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出装置であって、所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得する取得部と、前記二次電池の充放電の切替の有無を推定する推定部と、該推定部で切替有りと推定した場合、前記取得部が電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する変更部と、該変更部で変更した前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を検出する切替検出部と、該切替検出部で充放電の切替を検出した場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に前記取得部が取得した電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に前記取得部が取得した電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部とを備える。
【００１３】
本発明の実施の形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、二次電池の内部抵抗を算出させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得する取得部と、前記二次電池の充放電の切替の有無を推定する推定部と、切替有りと推定した場合、前記取得部が電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する変更部と、変更した前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を検出する切替検出部と、充放電の切替を検出した場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に前記取得部が取得した電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に前記取得部が取得した電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を算出する抵抗算出部として機能させる。
【００１４】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出方法は、二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出方法であって、所定の第１サンプリング周期で前記二次電池の電圧及び電流を取得部が取得し、前記二次電池の充放電の切替の有無を推定部が推定し、切替有りと推定された場合、電圧及び電流を取得する際の前記第１サンプリング周期を該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更部が変更し、変更された前記第２サンプリング周期で前記取得部が取得した電流に基づいて前記二次電池の充放電の切替を切替検出部が検出し、充放電の切替が検出された場合、前記二次電池の充放電の切替時点前に取得された電圧及び電流、並びに前記二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に取得された電圧及び電流に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を抵抗算出部が算出する。
【００１５】
取得部は、所定の第１サンプリング周期で二次電池の電圧及び電流を取得する。第１サンプリング周期は、例えば、１０ｍｓとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
推定部は、二次電池の充放電の切替の有無を推定する。すなわち、推定部は、実際に二次電池の充放電が切り替わる前に充放電の切り替わりを予測する。充放電の切り替わりの推定は、例えば、充放電電流の時間的な増減方向を監視し、電流の絶対値及び時間的な変化度合い（例えば、増加量又は減少量など）に基づいて所定の条件を充足する時点を推定時点とすることができる。
【００１７】
変更部は、推定部で充放電の切替の有無を推定した場合、取得部が電圧及び電流を取得する際の第１サンプリング周期を当該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する。例えば、第１サンプリング周期が１０ｍｓの場合、第２サンプリング周期は１ｍｓとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
切替検出部は、変更部で変更した第２サンプリング周期で取得部が取得した電流に基づいて二次電池の充放電の切替を検出する。例えば、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負又は０になった場合、電流が０から正又は負になった場合、あるいは電流が負から正又は０になった場合、充放電の切り替えを検出することができる。
【００１９】
抵抗算出部は、切替検出部で充放電の切替を検出した場合、二次電池の充放電の切替時点前に取得部が取得した電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂ、並びに二次電池の充放電の切替時点から所定の待機時間経過後に取得部が取得した電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃに基づいて、二次電池の内部抵抗を算出する。
【００２０】
二次電池は、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。そして、二次電池の内部抵抗は、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を用いて二次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インピーダンススペクトルにおいて、周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、ある境界周波数域で、拡散インピーダンスＺｗが増加し、二次電池のインピーダンスが増加する。そして、待機時間Ｔは、拡散インピーダンスＺｗが増加する境界周波数域に基づいて求めることができる。待機時間Ｔは、例えば、１００ｍｓとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２１】
充放電の切替前後の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、二次電池の内部抵抗を示す。そこで、内部抵抗Ｒは、例えば、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）で算出する。
【００２２】
上述の構成により、二次電池の充放電の切替が有ると推定された場合、実際の充放電の切替時点より前の時点でサンプリング周期を短くして電圧、電流を取得し、取得した電流に基づいて充放電の切替を検出するので、二次電池の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点を精度良く検出することができる。そして、充放電の切替時点を精度よく検出することができるので、待機時間Ｔ経過時点も精度よく特定することができるので、充放電切替前の電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂ、並びに充放電の切替時点から所定の待機時間Ｔ経過後の電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃを正確に取得することができ、二次電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、前記変更部は、前記切替検出部で充放電の切替を検出した場合、前記推定部が推定した推定時点から充放電の切替時点まで前記第２サンプリング周期に変更する。
【００２４】
変更部は、切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替の有無を推定した推定時点から充放電の切替時点まで第２サンプリング周期に変更する。推定時点から充放電の切替時点まで第２サンプリング周期に変更するので、二次電池の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点を精度良く判定することができる。そして、充放電の切替時点が精度よく判定することができるので、充放電切替前の電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂを正確に取得することができる。また、待機時間Ｔ経過時点も精度よく特定することができる。
【００２５】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、前記変更部は、前記切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点から前記待機時間経過時点まで前記第２サンプリング周期に変更する。
【００２６】
変更部は、切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点から待機時間Ｔ経過時点まで第２サンプリング周期に変更する。充放電の切替時点から待機時間Ｔ経過時点まで第２サンプリング周期に変更するので、二次電池の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点から所定の待機時間Ｔ経過後の電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃを正確に取得することができ、二次電池の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、前記変更部は、前記切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点の後に前記第１サンプリング周期に変更し、前記切替時点及び前記待機時間経過時点の間で前記第２サンプリング周期に変更する。
【００２８】
変更部は、切替検出部で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点の後に第１サンプリング周期に変更し、切替時点及び待機時間Ｔ経過時点の間で第２サンプリング周期に変更する。例えば、充放電切替時点を０ｍｓとし、待機時間Ｔを１００ｍｓとすると、切替時点及び待機時間Ｔ経過時点の間の時点（所定時点）は、充放電切替時点から９０ｍｓ経過した時点とすることができるが、これに限定されるものではない。所定時点を９０ｍｓ、待機時間Ｔを１００ｍｓとした場合、所定時点は、待機時間Ｔに対して１０ｍｓ前の時点となる。
【００２９】
二次電池の内部抵抗を精度よく算出するためには、待機時間Ｔ経過後の電圧、電流をより正確に検出する必要がある。充放電の切替時点以降、サンプリング周期を短くすれば、待機時間Ｔ経過時には、確実に短いサンプリング周期で電圧、電流を取得することができる。一方で、サンプリング周期を短くすることは、処理労力を増大させる。そこで、待機時間Ｔに対して時間的に十分前の所定時点（１００ｍｓの待機時間Ｔに対して、１０ｍｓ前の時点）で、サンプリング周期を第１サンプリング周期から第２サンプリング周期へ短くすることにより、短いサンプリング周期で電圧、電流をサンプリングする時間幅を少なくすることができ、二次電池の内部抵抗の算出精度を高めつつ処理労力の増加を抑制することができる。
【００３０】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、前記取得部が前記第１サンプリング周期で複数回取得した電流に基づいて電流の増加量又は減少量を繰り返し算出する増減量算出部を備え、前記推定部は、取得した電流が正であり、かつ前記増減量算出部が算出した減少量が所定の閾値以上となった場合、あるいは取得した電流が負であり、かつ前記増減量算出部が算出した増加量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する。
【００３１】
増減量算出部は、取得部が第１サンプリング周期で複数回取得した電流に基づいて電流の増加量又は減少量を繰り返し算出する。例えば、サンプリング時点を時系列に（ｔ−２）、（ｔ−１）、（ｔ）とし、各サンプリング時点で取得した電流をＩ（ｔ−２）、Ｉ（ｔ−１）、Ｉ（ｔ）とする。Ｉ（ｔ−２）＜Ｉ（ｔ−１）＜Ｉ（ｔ）であれば、電流は増加している。また、Ｉ（ｔ−２）＞Ｉ（ｔ−１）＞Ｉ（ｔ）であれば、電流は減少している。
【００３２】
推定部は、取得した電流が正であり、かつ増減量算出部が算出した減少量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する。なお、充電電流は正とし、放電電流は負とする。例えば、Ｉ（ｔ）＞０、かつ、Ｉ（ｔ−１）−Ｉ（ｔ）≧Ｔｈ１である場合、充電電流が減少して０Ａに近づいているので、充電から放電への切替が有ると推定することができる。なお、推定時点は、サンプリング時点ｔとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３３】
また、推定部は、取得した電流が負であり、かつ増減量算出部が算出した増加量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する。例えば、Ｉ（ｔ）＜０、かつ、Ｉ（ｔ）−Ｉ（ｔ−１）≧Ｔｈ１である場合、放電電流が増加して０Ａに近づいているので、放電から充電への切替が有ると推定することができる。なお、推定時点は、サンプリング時点ｔとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００３４】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、前記二次電池の残存量を繰り返し算出する残存量算出部を備え、前記推定部は、前記残存量算出部で算出する残存量が減少し、かつ算出した残存量と所定の下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、あるいは算出する残存量が増加し、かつ算出した残存量と所定の上限値との差が所定の上限閾値以下となった場合、充放電の切替有りと推定する。
【００３５】
残存量算出部は、二次電池の残存量を繰り返し算出する。二次電池の残存量（残量）は、例えば、時点ｔａで算出した二次電池の残量をＣ（ｔａ）とし、時点ｔａより後の時点ｔｂで算出する二次電池の残量をＣ（ｔｂ）とすると、残量Ｃ（ｔｂ）は、Ｃ（ｔａ）＋（時点ｔａ〜ｔｂ間の電流の累積値）で算出することができる。
【００３６】
推定部は、残存量算出部で算出する残存量が減少し、かつ算出した残存量と所定の下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、充放電の切替有りと推定する。残存量が減少し、下限値以下となると放電が停止されるので、残存量と所定の下限値との差が所定の下限閾値以下となった時点では、放電から充電の切替が行われると推定することができる。
【００３７】
また、推定部は、残存量算出部で算出する残存量が増加し、かつ算出した残存量と所定の上限値との差が所定の上限閾値以下となった場合、充放電の切替有りと推定する。残存量が増加し、上限値以上となると充電が停止されるので、残存量と所定の上限値との差が所定の上限閾値以下となった時点では、充電から放電の切替が行われると推定することができる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、アイドリングストップの開始時点又は終了時点に関する情報を取得するアイドリング情報取得部を備え、前記推定部は、前記アイドリング情報取得部で取得した開始時点又は終了時点に基づいて充放電の切替の有無を推定する。
【００３９】
アイドリング情報取得部は、アイドリングストップの開始時点又は終了時点に関する情報を取得する。アイドリングストップの開始時点又は終了時点は、例えば、車両の走行状態（車速、交差点までの距離）、交差点の信号灯器の信号情報などに基づいて予測される交差点での停止時刻、停止時間などにより特定して取得することができる。
【００４０】
推定部は、アイドリング情報取得部で取得した開始時点又は終了時点に基づいて充放電の切替の有無を推定する。アイドリングストップの開始時点では放電に切り替わる。また、アイドリングストップの終了時点では、以下の２通りの場合がある。すなわち、アイドリングストップ中に二次電池の残存量が下限値以下となった場合には、アイドリングストップの終了時点では、充電から充放電なしの状態に切り替わる。また、アイドリングストップ中に二次電池の残存量が下限値より多い場合には、アイドリングストップの終了時点では、放電から充放電なしの状態に切り替わる。これにより、アイドリングストップの開始時点又は終了時点により、充放電の切替の有無を推定することができる。
【００４１】
本発明の実施の形態に係る内部抵抗算出装置は、オルタネータへの発電に係る指令を取得する指令取得部を備え、前記推定部は、前記指令取得部で取得した指令に基づいて充放電の切替の有無を推定する。
【００４２】
指令取得部は、オルタネータへの発電に係る指令を取得する。例えば、オルタネータへの発電に係る指令は、所定のＥＣＵ（electronic control unit）がオルタネータへ出力するので、所定のＥＣＵが出力する指令を取得すればよい。
【００４３】
推定部は、指令取得部で取得した指令に基づいて充放電の切替の有無を推定する。例えば、ＥＣＵからオルタネータへ発電を停止する指令が出力された場合、充電から放電へ切り替わることを推定することができる。また、ＥＣＵからオルタネータへ発電を開始する指令が出力された場合、充電へ切り替わることを推定することができる。
【００４４】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る内部抵抗算出装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の内部抵抗算出装置としての電池監視装置１００を搭載した車両の要部の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、車両は、電池監視装置１００の他に、二次電池ユニット５０、リレー６１、６２、６３、発電機（ＡＬＴ）７１、スタータモータ（ＳＴ）７２、電池７３、電気負荷７４、７５などを備える。
【００４５】
二次電池ユニット５０は、例えば、リチウムイオン電池であり、複数のセル５１が直列又は直並列に接続されている。二次電池ユニット５０には、電圧センサ５２、電流センサ５３、温度センサ５４を備える。電圧センサ５２は、二次電池ユニット５０の両端電圧及び各セル５１の電圧を検出し、電圧検出線５０ａを介して検出した電圧を電池監視装置１００へ出力する。電流センサ５３は、例えば、シャント抵抗又はホールセンサ等で構成され、二次電池ユニット５０の充電電流及び放電電流を検出する。電流センサ５３は、電流検出線５０ｂを介して検出した電流を電池監視装置１００へ出力する。温度センサ５４は、例えば、サーミスタで構成され、セル５１の温度を検出する。温度センサ５４は、温度検出線５０ｃを介して検出した温度を電池監視装置１００へ出力する。
【００４６】
電池７３は、例えば、鉛電池であり、車両の電気負荷７４（例えば、ライト、各種モータ、各種コントローラ等）への電力供給を行うとともに、リレー６３がオンした場合には、スタータモータ７２を駆動するための電力供給を行う。発電機７１は、車両のエンジンの回転により発電し、内部に設けられた整流回路により直流を出力して電池７３を充電する。また、発電機７１は、リレー６１、６２がオンしている場合、電池７３及び二次電池ユニット５０を充電する。二次電池ユニット５０は、リレー６１がオンした場合には、電気負荷７５（例えば、エンジン系電装、オーディオ等）へ電力を供給する。なお、リレー６１、６２、６３のオン・オフは、電池７３及び二次電池ユニット５０の充放電バランスや負荷の程度に応じて、供給する電力を分配すべく不図示のリレー制御部が行う。
【００４７】
図２は本実施の形態の二次電池算出装置としての電池監視装置１００の構成の一例を示すブロック図である。電池監視装置１００は、装置全体を制御する制御部１０、電圧取得部１１、電流取得部１２、温度取得部１３、推定部１４、サンプリング周期変更部１５、通信部１６、切替検出部１７、抵抗算出部１８、増減量算出部１９、残存量算出部２０、指令取得部２１、所定の情報を記憶する記憶部２２、計時のためのタイマ２３などを備える。
【００４８】
制御部１０は、ＣＰＵ等で構成される。
【００４９】
電圧取得部１１は、取得部としての機能を有し、二次電池ユニット５０の電圧（二次電池ユニット５０の両端電圧及び各セル５１の電圧）を取得する。また、電流取得部１２は、取得部としての機能を有し、二次電池ユニット５０の電流（充電電流及び放電電流）を取得する。
【００５０】
より具体的には、電流取得部１２は、ＡＤ変換器を備え、取得した電流を、サンプリング周期変更部１５で変更したサンプリング周期でデジタル値に変換し、変換したデジタル値を制御部１０へ出力する。サンプリング周期は、例えば、第１サンプリング周期（例えば、１０ｍｓ）及び第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期（例えば、１ｍｓ）とすることができる。なお、サンプリング周期１０ｍｓ、１ｍｓは一例であって、かかる数値に限定されるものではない。これにより、制御部１０は、第１サンプリング周期及び第２サンプリング周期で二次電池ユニット５０の電流値を読み取ることができる。
【００５１】
また、電圧取得部１１は、ＡＤ変換器を備え、取得した電圧を、サンプリング周期変更部１５で変更したサンプリング周期でデジタル値に変換し、変換したデジタル値を制御部１０へ出力する。サンプリング周期は、例えば、第１サンプリング周期（例えば、１０ｍｓ）及び第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期（例えば、１ｍｓ）とすることができる。なお、サンプリング周期１０ｍｓ、１ｍｓは一例であって、かかる数値に限定されるものではない。これにより、制御部１０は、第１サンプリング周期及び第２サンプリング周期で二次電池ユニット５０の電圧値を読み取ることができる。
【００５２】
温度取得部１３は、二次電池ユニット５０の温度を取得する。
【００５３】
推定部１４は、二次電池ユニット５０の充放電の切替の有無を推定する。すなわち、推定部１４は、実際に二次電池ユニット５０の充放電が切り替わる前に充放電の切り替わりを予測する。充放電の切替の有無の推定は、例えば、充放電電流の時間的な増減方向を監視し、電流の絶対値及び時間的な変化度合い（例えば、増加量又は減少量など）に基づいて所定の条件を充足する時点を推定時点とすることができる。なお、充放電の切替時点の推定方法の詳細は後述する。
【００５４】
サンプリング周期変更部１５は、推定部１４で充放電の切替有りと推定した場合、電圧取得部１１が電圧を取得する際及び電流取得部１２が電流を取得する際の第１サンプリング周期を当該第１サンプリング周期より短い第２サンプリング周期に変更する。すなわち、サンプリング周期変更部１５は、推定部１４が充放電の切替有りと推定した場合、サンプリング周期を第２サンプリング周期に変更する。例えば、第１サンプリング周期が１０ｍｓの場合、第２サンプリング周期は１ｍｓとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００５５】
切替検出部１７は、サンプリング周期変更部１５で変更した第２サンプリング周期で取得した電流に基づいて二次電池ユニット５０の充放電の切替を検出する。例えば、充電の場合の電流取得部１２で取得した電流を正と定めると、充電と放電とでは、電流の方向が反対であるので、電流取得部１２で取得した電流が負の場合には、放電であると判定することができる。すなわち、充電又は放電の一方を正と定めておき、電流が正から負又は０になった場合、電流が０から正又は負になった場合、あるいは電流が負から正又は０になった場合、充放電の切替を検出することができる。
【００５６】
抵抗算出部１８は、切替検出部１７で充放電の切替を検出した場合、二次電池ユニット５０の充放電の切替時点前に取得した電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂ、並びに二次電池ユニット５０の充放電の切替時点から所定の待機時間Ｔ経過後に取得した電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃに基づいて、二次電池ユニット５０の内部抵抗を算出する。
【００５７】
二次電池ユニット５０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。そして、二次電池ユニット５０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を用いて二次電池ユニット５０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インピーダンススペクトルにおいて、周波数を高周波数から低周波数へ変化させた場合、ある境界周波数域で、拡散インピーダンスＺｗが増加し、二次電池ユニット５０のインピーダンスが増加する。そして、待機時間Ｔは、拡散インピーダンスＺｗが増加する境界周波数域に基づいて求めることができる。待機時間Ｔは、例えば、１００ｍｓとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００５８】
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。
【００５９】
充放電の切替前後の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、二次電池ユニット５０の内部抵抗を示す。そこで、内部抵抗Ｒは、例えば、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）で算出する。
【００６０】
上述の構成により、二次電池ユニット５０の充放電の切替有りと推定された場合、実際の充放電の切替時点より前の時点でサンプリング周期を短くして電圧、電流を取得し、取得した電流に基づいて充放電の切替を検出するので、二次電池ユニット５０の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点を精度良く検出することができる。そして、充放電の切替時点を精度よく検出することができるので、待機時間Ｔ経過時点も精度よく特定することができる。これにより、充放電切替前の電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂ、並びに充放電の切替時点から所定の待機時間Ｔ経過後の電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃを正確に取得することができ、二次電池ユニット５０の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００６１】
図３は二次電池ユニット５０の電流波形の一例を示す説明図である。図４は図３の電流波形の時間軸を拡大した場合の放電側の電流波形の一例を示す説明図である。図３、図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は充電電流を示し、電流が負の場合は放電電流を示す。図３、図４において、放電側の電流波形において、略３０ｍｓの間隔で波高値が比較的大きい放電電流パルスが表れている。当該放電電流パルスは、例えば、エンジンの点火系負荷に流れるパルス電流であり、例えば、イグニッションコイルに流れる電流、燃料噴射ポンプの負荷電流などを含む。
【００６２】
次に、図３、図４に例示した二次電池ユニット５０の電流のサンプリング方法について説明する。図５は本実施の形態の電池監視装置１００による電流のサンプリング値の一例を示す説明図である。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。電流が正の場合は充電電流を示し、電流が負の場合は放電電流を示す。符号Ａで示す破線は図４に示す電流を第１サンプリング周期としての１０ｍｓでサンプリングした電流値を示す。符号Ｂで示す細線は図４に示す電流を第２サンプリング周期としての１ｍｓでサンプリングした電流値を示す。また、符号Ｃで示す太線は符号Ｂで示す１ｍｓのサンプリンング周期でサンプリングした電流値の統計値としての５移動平均を示す。
【００６３】
図５においては、充放電切替時点は、電流が正から負に変化する時点であり、２０１ｍｓ時点としている。また、待機時間Ｔを１００ｍｓとする。また、充放電の切替を推定した推定時点を１９０ｍｓ時点としている。本実施の形態によれば、充放電の切替を推定した１９０ｍｓ時点でサンプリング周期が１０ｍｓから１ｍｓに変更される。その後、充放電の切替を検出する時点は２０１ｍｓ時点であり、待機時間Ｔが経過する時点は１００ｍｓ後の３０１ｍｓ時点となる。
【００６４】
そして、充放電切替前の電流Ｉｂ、電圧Ｖｂは、充放電の切り替わりを検出する時点２０１ｍｓの１ｍｓ前である２００ｍｓ時点のデータとなる。また、待機時間Ｔ経過後の電流Ｉｃ、電圧Ｖｃは、充放電の切り替わりを検出する時点２０１ｍｓから１００ｍｓ経過後の３０１ｍｓ時点のデータとなる。また、図５の例では、待機時間Ｔ経過時点の３０１ｍｓ後はサンプリング周期は１０ｍｓに戻っている。
【００６５】
すなわち、二次電池ユニット５０の内部抵抗Ｒは、２００ｍｓ時点の電流Ｉｂ、電圧Ｖｂ、及び３０１ｍｓ時点の電流Ｉｃ、電圧Ｖｃに基づき、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）で算出することができる。
【００６６】
そして、図４、図５に示すように、二次電池ユニット５０の電流の変動の周期は、第１サンプリング周期である１０ｍｓよりも短い。このため、仮に１０ｍｓのサンプリング周期で電圧、電流をサンプリングした場合、図５の符号Ａのチャートで示すように、２０１ｍｓ時点の充放電の切替を検出する時点は２１０ｍｓ時点となり、実際の充放電の切替時点（２０１ｍｓ時点）との間で９ｍｓの時間差が生じする。また、充放電の切替を検出する時点が２１０ｍｓであるため、待機時間Ｔ経過時点は１００ｍｓ後の３１０ｍｓ時点となる。このように、第１サンプリング周期で電圧、電流をサンプリングした場合には、充放電の切替わりを検出する時点が実際の充放電切替時点からずれることになり、結果として待機時間Ｔ経過時点がずれるため、内部抵抗を算出するための電圧及び電流の取得時点がずれ、内部抵抗を精度よく算出することができない。
【００６７】
しかし、本実施の形態によれば、二次電池ユニット５０の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点を精度良く検出することができる。そして、充放電の切替時点を精度よく検出することができるので、待機時間Ｔ経過時点も精度よく特定することができる。これにより、充放電切替前の電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂ、並びに充放電の切替時点から所定の待機時間Ｔ経過後の電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃを正確に取得することができ、二次電池ユニット５０の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００６８】
また、仮に、第２サンプリング周期（例えば、１ｍｓ）で取得した電圧又は電流の少なくとも一方が比較的大きく変動する場合には、図５の符号Ｃで示すチャートのように、第２サンプリング周期で取得した電圧、電流の統計値（例えば、過去５回の５移動平均）を算出し、算出した電圧、電流を用いて二次電池ユニット５０の内部抵抗を算出することもできる。
【００６９】
すなわち、抵抗算出部１８は、電圧取得部１１又は電流取得部１２が第２サンプリング周期で複数回取得した電圧又は電流の少なくとも一方の変動幅が所定の変動閾値以上である場合、複数回取得した電圧又は電流の少なくとも一方の統計値を算出する。
【００７０】
変動幅は、例えば、複数回取得した電圧又は電流のサンプリング値の最大値と最小値との差分とすることができるが、これに限定されるものではない。複数回は、例えば、５回とすることができるが、これらに限定されない。統計値は、例えば、図５の符号Ｃで示す太線の如く、過去５回のサンプリング値の５移動平均とすることができるが、これに限定されない。
【００７１】
抵抗算出部１８は、待機時間Ｔ経過後に算出した統計値に基づいて二次電池ユニット５０の内部抵抗Ｒを算出する。例えば、電圧の統計値をＶａ、電流の統計値をＩａとすると、内部抵抗Ｒは、Ｒ＝（Ｖａ−Ｖｂ）／（Ｉａ−Ｉｂ）で算出することができる。
【００７２】
待機時間Ｔ経過後に過去５回に亘ってサンプリングした値の変動幅が変動閾値以上である場合、過去５回のサンプリング値の移動平均を用いるので、待機時間Ｔ経過の前後で電圧又は電流が変動する場合でも、サンプリング値の変動を相殺して電圧、電流を取得することができ、二次電池ユニット５０の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００７３】
なお、過去５回のサンプリング値に基づいて５移動平均を算出する場合、最後にサンプリングする５回目の電流、電圧のサンプリング時点が待機時間Ｔ経過後であればよい。別言すれば、過去５回のサンプリング時点のすべてが待機時間Ｔ経過後であってもよい。また、過去５回のサンプリング時点のうち最初の１回又は数回が待機時間Ｔ経過前であってもよい。
【００７４】
サンプリング周期変更部１５は、切替検出部１７で充放電の切替を検出した場合、推定時点（図５の例では、１９０ｍｓ時点）から充放電の切替時点（図５の例では、２０１ｍｓ時点）まで第２サンプリング周期に変更する。
【００７５】
推定時点から充放電の切替時点まで第２サンプリング周期に変更するので、二次電池ユニット５０の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点を精度良く検出することができる。そして、充放電の切替時点を度よく検出ことができるので、充放電切替前の電圧Ｖｂ及び電流Ｉｂを正確に取得することができる。また、待機時間Ｔ経過時点も精度よく特定することができる。
【００７６】
サンプリング周期変更部１５は、切替検出部１７で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点（図５の例では、２０１ｍｓ時点）から待機時間Ｔ経過時点（図５の例では、３０１ｍｓ時点）まで第２サンプリング周期に変更する。
【００７７】
充放電の切替時点から待機時間Ｔ経過時点まで第２サンプリング周期に変更するので、二次電池ユニット５０の電圧、電流が短い周期で変動する場合でも、充放電の切替時点から所定の待機時間Ｔ経過後の電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃを正確に取得することができ、二次電池ユニット５０の内部抵抗を精度よく算出することができる。
【００７８】
また、サンプリング周期変更部１５は、切替検出部１７で充放電の切替を検出した場合、充放電の切替時点の後に第１サンプリング周期に変更し、切替時点及び待機時間Ｔ経過時点の間で第２サンプリング周期に変更することもできる。
【００７９】
例えば、図５の例で説明すると、充放電の切替を検出した時点が２０１ｍｓ時点であり、待機時間Ｔを１００ｍｓとすると、待機時間Ｔ経過時点は３０１ｍｓ時点となる。切替時点及び待機時間Ｔ経過時点の間の時点（所定時点）を、充放電切替時点から９０ｍｓ経過した時点とすると、充放電の切替を検出した２０１ｍｓの後、サンプリング周期を１０ｍｓに戻し、待機時間Ｔ経過時点である３０１ｍｓより１０ｍｓ前の２９１ｍｓ時点でサンプリング周期を１ｍｓに変更することになる。
【００８０】
二次電池ユニット５０の内部抵抗を精度よく算出するためには、待機時間Ｔ経過後の電圧、電流をより正確に検出する必要がある。充放電の切替時点以降、サンプリング周期を短くすれば、待機時間Ｔ経過時には、確実に短いサンプリング周期で電圧、電流を取得することができる。一方で、サンプリング周期を短くすることは、処理労力を増大させる。そこで、待機時間Ｔに対して時間的に十分前の所定時点（１００ｍｓの待機時間Ｔに対して、１０ｍｓ前の時点）で、サンプリング周期を第１サンプリング周期から第２サンプリング周期へ短くすることにより、短いサンプリング周期で電圧、電流をサンプリングする時間幅を少なくすることができ、二次電池ユニット５０の内部抵抗の算出精度を高めつつ処理労力の増加を抑制することができる。
【００８１】
次に、充放電の切替の有無を推定する方法について説明する。まず、充放電の電流に基づく推定方法について説明する。図６は本実施の形態の電池監視装置１００による電流に基づく充放電の切替の有無の推定方法の第１例を示す説明図である。図６は二次電池ユニット５０の電流を示す。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は電流を示す。図６の時点（ｔ）、時点（t−１）の間隔は１０ｍｓである。電流が正の場合は充電を示し、電流が負の場合は放電を示す。すなわち、図６は充電から放電へ切り替わる様子の一例を示す。
【００８２】
増減量算出部１９は、第１サンプリング周期で複数回取得した電流に基づいて電流の増加量又は減少量を繰り返し算出する。例えば、サンプリング時点を時系列に（ｔ−２）、（ｔ−１）、（ｔ）とし、各サンプリング時点で取得した電流をＩ（ｔ−２）、Ｉ（ｔ−１）、Ｉ（ｔ）とする。Ｉ（ｔ−２）＜Ｉ（ｔ−１）＜Ｉ（ｔ）であれば、電流は増加している。また、Ｉ（ｔ−２）＞Ｉ（ｔ−１）＞Ｉ（ｔ）であれば、電流は減少している。
【００８３】
推定部１４は、取得した電流が正であり、かつ増減量算出部１９が算出した減少量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する。図６に示すように、例えば、Ｉ（ｔ）＞０、かつ、Ｉ（ｔ−１）−Ｉ（ｔ）≧Ｔｈ１である場合、充電電流が減少して０Ａに近づいているので、充電から放電への切替が有ると推定することができる。なお、電流が減少しているという条件の下では、Ｉ（ｔ−１）−Ｉ（ｔ）≧Ｔｈ１という式は、図６に示すように、｜Ｉ（ｔ）−Ｉ（ｔ−１）｜≧Ｔｈ１という式で置き換えることができる。また、推定時点は、サンプリング時点ｔとすることができる。なお、推定時点は、時点ｔの前後に所要の時点だけずらすこともできる。図６の例は、二次電池ユニット５０の電流が比較的急激に変化するような場合に用いることができる。
【００８４】
図７は本実施の形態の電池監視装置１００による電流に基づく充放電の切替の有無の推定方法の第２例を示す説明図である。図７の時点（ｔ）、時点（t−１）、時点（ｔ−２）の間隔は１０ｍｓである。推定部１４は、取得した電流が正であり、かつ増減量算出部１９が算出した減少量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する。例えば、図７に示すように、Ｉ（ｔ−２）−Ｉ（ｔ−１）≧Ｔｈ２、Ｉ（ｔ−１）−Ｉ（ｔ）≧Ｔｈ２、かつ、Ｔｈ３＞Ｉ（ｔ）＞０である場合、充電電流が減少して０Ａに近づいているので、充電から放電への切替が有ると推定することができる。なお、電流が減少しているという条件の下では、Ｉ（ｔ−２）−Ｉ（ｔ−１）≧Ｔｈ２という式は、図７に示すように、｜Ｉ（ｔ−１）−Ｉ（ｔ−２）｜≧Ｔｈ２という式で置き換えることができる。また、Ｉ（ｔ−１）−Ｉ（ｔ）≧Ｔｈ２という式は、図７に示すように、｜Ｉ（ｔ）−Ｉ（ｔ−１）｜≧Ｔｈ２という式で置き換えることができる。なお、Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３とすることができる。また、推定時点は、サンプリング時点ｔとすることができる。図７の例は、二次電池ユニット５０の電流が比較的緩やかに変化するような場合に用いることができる。
【００８５】
図６、図７では、充電から放電に切り替わる場合について説明したが、放電から充電に切り替わる場合、すなわち電流が増加する場合も同様である。すなわち、推定部１４は、取得した電流が負であり、かつ増減量算出部１９が算出した増加量が所定の閾値以上となった場合、充放電の切替有りと推定する。例えば、Ｉ（ｔ）＜０、かつ、Ｉ（ｔ）−Ｉ（ｔ−１）≧Ｔｈ１である場合、放電電流が増加して０Ａに近づいているので、放電から充電への切替が有ると推定することができる。なお、推定時点は、サンプリング時点ｔとすることができるが、これに限定されるものではない。
【００８６】
次に、二次電池ユニット５０の残存量（残量）、すなわちＳＯＣ（State of Charge：充電率）に基づく充放電の切替の有無の推定方法について説明する。図８は本実施の形態の電池監視装置１００による残存量に基づく充放電の切替の有無の推定方法の一例を示す説明図である。図８は二次電池ユニット５０のＳＯＣの変化の一例を示す。図８において、横軸は時間を示し、縦軸はＳＯＣを示す。なお、図８では、ＳＯＣを模式的に示している。
【００８７】
残存量算出部２０は、二次電池ユニット５０の残存量を繰り返し算出する。二次電池ユニット５０の残存量（残量）は、例えば、時点ｔａで算出した二次電池ユニット５０の残量をＣ（ｔａ）とし、時点ｔａより後の時点ｔｂで算出する二次電池ユニット５０の残量をＣ（ｔｂ）とすると、残量Ｃ（ｔｂ）は、Ｃ（ｔａ）＋（時点ｔａ〜ｔｂ間の電流の累積値）で算出することができる。
【００８８】
推定部１４は、残存量算出部２０で算出する残存量が減少し、かつ算出した残存量と所定の下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、充放電の切替有りと推定する。残存量が減少し、下限値以下となると放電が停止されるので、残存量と所定の下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、放電から充電の切替が行われると推定することができる。
【００８９】
例えば、図８の例では、時点ｔ１において、充放電なしの状態から放電に切り替わり（例えば、車両が停止）、ＳＯＣがＳＯＣ（ｔ１）から減少し始める。時点ｔ２では、ＳＯＣはさらに減少してＳＯＣ（ｔ２）となる。時点ｔ３において、ＳＯＣ（ｔ３）と下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、時点ｔ３で充放電の切替が有ると推定することができる。
【００９０】
なお、図８の例において、時点ｔ２でのＳＯＣ（ｔ２）と下限値との差が所定の下限閾値以下となった場合、時点ｔ３より前の時点ｔ２において、充放電の切替が有ると推定することができる。また、図８の例では、ＳＯＣが下限値になった時点で充電が開始され、充電の終了時点ｔ４まで充電が行われ、その後は充放電なしの状態（例えば、車両が走行）となっている。図８の例では、ＳＯＣと下限値とを比較する例であったが、ＳＯＣと上限値とを比較する場合も同様である。
【００９１】
すなわち、推定部１４は、残存量算出部１９で算出する残存量が増加し、かつ算出した残存量と所定の上限値との差が所定の上限閾値以下となった場合、充放電の切替有りと推定する。残存量が増加し、上限値以上となると充電が停止されるので、残存量と所定の上限値との差が所定の上限閾値以下となった時点では、充電から放電の切替が行われると推定することができる。
【００９２】
次に、アイドリングストップに関する情報に基づく充放電の切替時点の推定方法について説明する。図９は本実施の形態の電池監視装置１００によるアイドリングストップに関する情報に基づく充放電の切替の有無の推定方法の一例を示す説明図である。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は二次電池ユニット５０の電流を示す。電流が正の場合は充電電流を示し、電流が負の場合は放電電流を示す。図９は、時点ｔ１で車両が停止し、二次電池ユニット５０の放電が開始され、時点ｔ３で二次電池ユニット５０のＳＯＣが下限値まで低下したので二次電池ユニット５０の充電が開始され、時点ｔ４で車両が走行開始し、二次電池ユニット５０の充電が終了する様子を示す。
【００９３】
通信部１６は、アイドリング情報取得部としての機能を有し、車両内の他のシステム（不図示）又は車外の路側装置（不図示）などから、ストップの開始時点又は終了時点に関する情報を取得する。アイドリングストップの開始時点又は終了時点は、例えば、車両の走行状態（車速、交差点までの距離）、交差点の信号灯器の信号情報などに基づいて予測される交差点での停止時刻、停止時間などにより特定して取得することができる。
【００９４】
推定部１４は、通信部１６で取得した開始時点又は終了時点に基づいて充放電の切替の有無を推定する。アイドリングストップの開始時点（図９の時点ｔ１）では放電に切り替わる。また、アイドリングストップの終了時点（図９の時点ｔ４）では、以下の２通りの場合がある。すなわち、図９に示すように、アイドリングストップ中に二次電池ユニット５０の残存量が下限値以下となった場合には、アイドリングストップの終了時点では、充電から充放電なしの状態に切り替わる。また、図示していないが、アイドリングストップ中に二次電池の残存量が下限値より多い場合には、アイドリングストップの終了時点では、放電から充放電なしの状態に切り替わる。これにより、アイドリングストップの開始時点又は終了時点により、充放電の切替の有無を推定することができる。また、推定時点は、アイドリングストップの開始時点より所要時間（例えば、１０ｍｓ）前の時点、又はアイドリングストップの終了時点より所要時間（例えば、１０ｍｓ）前の時点とすることができる。
【００９５】
次に、オルタネータへの発電に係る指令に基づく充放電の切替の有無の推定方法について説明する。指令取得部２１は、オルタネータ７１への発電に係る指令を取得する。例えば、オルタネータ７１への発電に係る指令は、不図示の所定のＥＣＵ（electronic control unit）がオルタネータ７１へ出力するので、所定のＥＣＵが出力する指令を取得すればよい。
【００９６】
推定部１４は、指令取得部２１で取得した指令に基づいて充放電の切替の有無を推定する。例えば、ＥＣＵからオルタネータ７１へ発電を停止する指令が出力された場合、充電から放電へ切り替わることを推定することができる。また、ＥＣＵからオルタネータ７１へ発電を開始する指令が出力された場合、充電へ切り替わることを推定することができる。この場合、推定時点は、発電を開始する時点より所要時間（例えば、１０ｍｓ）前の時点、又は発電を停止する時点より所要時間（例えば、１０ｍｓ）前の時点とすることができる。
【００９７】
次に、本実施の形態の電池監視装置１００の動作について説明する。図１０及び図１１は本実施の形態の電池監視装置１００の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下では便宜上、処理の主体を制御部１０として説明する。制御部１０は、第１サンプリング周期（例えば、１０ｍｓ）で二次電池ユニット５０の電圧、電流を取得し（Ｓ１１）、充放電の切替の推定の可否を判定する（Ｓ１２）。すなわち、充放電の切替の有無を推定する。
【００９８】
充放電の切替の推定ができない場合（Ｓ１２でＮＯ）、すなわち、充放電の切替が無いと推定される場合、制御部１０は、ステップＳ１１の処理を行う。充放電の切替の推定ができた場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、すなわち、充放電の切替が有ると推定される場合、制御部１０は、サンプリング周期を第２サンプリング周期（例えば、１ｍｓ）に変更し（Ｓ１３）、第２サンプリング周期で二次電池ユニット５０の電圧、電流を取得する（Ｓ１４）。
【００９９】
制御部１０は、充放電の切替の有無を判定し（Ｓ１５）、充放電の切替がない場合（Ｓ１５でＮＯ）、すなわち、充放電の切替を検出することができない場合、ステップＳ１５の処理を続ける。充放電の切替があった場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、すなわち、充放電の切替を検出することができた場合、制御部１０は、充放電切替直前の電圧Ｖｂ、電流Ｉｂを記憶部２２に記憶し（Ｓ１６）、充放電の切替時点から待機時間Ｔ（例えば、１００ｍｓ）が経過したか否か判定する（Ｓ１７）。待機時間Ｔが経過していない場合（Ｓ１７でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１７の処理を続ける。
【０１００】
待機時間Ｔが経過した場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、制御部１０は、待機時間Ｔが経過後に取得した電流が所定の電流閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。取得した電流が電流閾値以上である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部１０は、複数回取得した電圧、電流の変動幅が所定の変動閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１９）。なお、電圧及び電流の両方の変動幅を判定してもよく、いずれか一方の変動幅を判定してもよい。
【０１０１】
変動幅が所定の変動閾値以上でない場合（Ｓ１９でＮＯ）、制御部１０は、待機時間Ｔ経過後の電圧Ｖｃ、電流Ｉｃを取得し（Ｓ２０）、後述のステップＳ２２の処理を行う。変動幅が所定の変動閾値以上である場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、制御部１０は、電圧の統計値Ｖａ、電流の統計値Ｉａを算出し（Ｓ２１）、後述のステップＳ２２の処理を行う。
【０１０２】
制御部１０は、二次電池ユニット５０の内部抵抗値Ｒを算出する（Ｓ２２）。内部抵抗値Ｒは、Ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｂ）／（Ｉｃ−Ｉｂ）という式、又はＲ＝（Ｖａ−Ｖｂ）／（Ｉａ−Ｉｂ）という式で算出することができる。
【０１０３】
制御部１０は、サンプリング周期を第１サンプリング周期に変更する（Ｓ２３）。また、取得した電流が電流閾値以上でない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部１０は、ステップＳ１９の処理を行うことなく、ステップＳ２３の処理を行う。
【０１０４】
制御部１０は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ２４）、処理を終了しない場合（Ｓ２４でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を続け、処理を終了する場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１０５】
本実施の形態の内部抵抗算出装置（電池監視装置１００）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１０、図１１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、コンピュータ上で内部抵抗算出装置（電池監視装置１００）を実現することができる。
【０１０６】
上述の実施の形態では、二次電池ユニット５０をリチウムイオン電池として説明したが、二次電池ユニット５０はリチウムイオン電池に限定されるものではなく、例えば、ニッケル水素電池、ニッカド電池などにも提供することができる。
【０１０７】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味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。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  制御部
１１  電圧取得部
１２  電流取得部
１３  温度取得部
１４  推定部
１５  サンプリング周期変更部
１６  通信部
１７  切替判定部
１８  抵抗算出部
１９  増減量算出部
２０  残存量算出部
２１  指令取得部
２２  記憶部
２３  タイマ
５０  二次電池ユニット
５１  セル
５２  電圧センサ
５３  電流センサ
５４  温度センサ
１００  電池監視装置
【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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