(57)【要約】【課題】使用者に確実に鉛電池の電池状態を報知可能な電池状態検知装置を提供する。【解決手段】鉛電池１０の上蓋９には電池状態を判定するＡＩユニット１が収容されている。ＡＩユニット１は、電圧測定部を介して鉛電池１０の電圧を測定し、演算部により、測定した電圧に基づいて鉛電池１０の電池状態（ＳＯＣ、ＳＯＨ）を決定し、判定しきい値を下回ったか否かを判定する。判定しきい値を下回った場合、直ちに警告音を発生させるのではなく、演算部により、電圧測定部を介して測定した鉛電池１０の電圧に基づいてエンジンが停止したかを判定し、エンジン停止と判定した後の一定時間経過後に、ブザーを作動させて警告音を発生し、使用者に鉛電池１０の電池状態を報知する。エンジン騒音で警告音の聞き逃しを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用鉛電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段で測定された電圧に基づいて前記電池の電池状態を判定する状態判定手段とを備えた電池状態検知装置において、
前記電圧測定手段で測定された電圧に基づいてエンジン停止を判定する停止判定手段と、
発音体を有し警告音を発生させる報知手段と、
を備え、
前記報知手段は、前記状態判定手段の判定結果に従って、前記停止判定手段によりエンジン停止と判定された後に、前記発音体を作動させ警告音を発生させることを特徴とする電池状態検知装置。
【請求項２】
前記状態判定手段は、しきい値を用いて前記電池の少なくとも充電状態および健康状態のいずれかを判定することを特徴とする請求項１に記載の電池状態検知装置。
【請求項３】
前記停止判定手段は、前記電圧測定手段で測定された電圧値を用いて、所定値Ｘの時間内に所定値Ｙ以上の電圧降下があり、かつ、その後、前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ａ以上となったときにエンジンが起動中と判断し、エンジン起動中と判断した後に、
前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ｂ（ｂ＜ａ）以下となった場合、
前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ｃ以上の速さで低下し、かつ、電圧降下幅が所定値ｄ以上となった場合、
前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ｅ（ｅ＜ａ）以下に低下し、かつ、そのときの変化幅が所定値ｆの時間幅で所定値ｇ以下となった場合、
のいずれかに該当したときに、エンジンが停止したと判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池状態検知装置。
【請求項４】
前記報知手段は、前記停止判定手段によりエンジン停止と判定された後の一定時間経過後に、前記発音体を作動させ警告音を発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池状態検知装置。
【請求項５】
前記報知手段は、警告音の発生開始後、所定時間、警告音を発生させることを特徴とする請求項４に記載の電池状態検知装置。
【請求項６】
前記発音体の発音周波数が１００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの範囲にあることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電池状態検知装置。
【請求項７】
前記発音体の音圧が、該発音体から１０ｃｍの位置において、７０ｄＢ〜９０ｄＢの範囲にあることを特徴とする請求項６に記載の電池状態検知装置。
【請求項８】
前記発音体は、ブザー、圧電素子発音体、スピーカのいずれかであることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電池状態検知装置。
【請求項９】
前記状態判定手段の判定結果を表示する表示手段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電池状態検知装置。
【請求項１０】
前記表示手段は、発光ダイオード、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置のいずれかを有することを特徴とする請求項９に記載の電池状態検知装置。
【請求項１１】
前記表示手段はスイッチを有しており、該スイッチが押下されたときに、前記状態判定手段の判定結果を表示することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電池状態検知装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の電池状態検知装置を備えた自動車用鉛電池。
【請求項１３】
前記電池状態検知装置は前記電池から作動電力の供給を受けることを特徴とする請求項１２に記載の自動車用鉛電池。
【請求項１４】
前記電池状態検知装置は、前記電池の上蓋に収容されていることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の自動車用鉛電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池状態検知装置および自動車用鉛電池に係り、特に、自動車用鉛電池の電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定された電圧に基づいて鉛電池の電池状態を判定する状態判定手段とを備えた電池状態検知装置および該電池状態検知装置を備えた自動車用鉛電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載された鉛蓄電池（以下、単に鉛電池という。）は、ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等において、エンジンの始動を確保するという点で重要な部品である。また近年、カーナビゲーション等の車載情報機器の普及や電動パワーステアリング等の補機の電気化により、車載電装品は増加しており、鉛電池は増大する電力供給に対応することも求められている。
【０００３】
鉛電池の充電・放電可能な電気エネルギーは、使用を重ねることで（経年で）減少することが不可避であるが、そのような状態でもエンジンの始動を確保し、かつ、エンジン停止時には車載電装品に必要な電力を供給しなければならない。このため、鉛電池の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）、健康状態（ＳＯＨ：State Of Health）を検知することは、エンジン始動性能を予測するという意味で有益である。
【０００４】
これまで、鉛電池の開回路電圧測定、交流を用いた内部抵抗測定、充電電流、放電電流測定等で鉛電池のＳＯＣ、ＳＯＨを検知する試みがなされてきた。この具体例を挙げると、スタータモータを始動する際の鉛電池の電圧を測定してＳＯＨを検知する技術（例えば、特許文献１、２参照）が提案されている。
【０００５】
電池状態検知装置においては、鉛電池の状態を検知した後、どのような判断をして使用者に電池状態を報知するか、鉛電池がどのような状態のときにどういう警報を出すは、重要なことである。さらに、警報を確実に使用者に伝えるかということも極めて重要なことである。電池状態検知装置がいくら正しい検知、警報の判断をしても、それが使用者に伝達されなかった場合には全く役に立たないことになるからである。
【０００６】
このため、使用者に鉛電池の電池状態を報知する電池状態検出装置や報知システムが考えられてきた。例えば、状態表示手段や警報手段として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用し、電池状態検出装置を鉛電池の上面に取り付けたり、あるいは鉛電池と一体化する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特許第３６７３８９５号
【特許文献２】特開２００５−３０４１７３号公報
【特許文献３】特開２００６−４７１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献３の電池状態検知装置では、電池状態について報知する場合、ＬＥＤを点灯あるいは点滅等させるのみであり、例えば携帯情報機器や産業用途の電池システムでは、使用者がＬＥＤの状態を、随時、あるいは常時、観察できる状態にあるため、有効な方法であると言える。しかしながら、自動車用鉛電池においては、通例、鉛電池がエンジンルーム、あるいは荷室のフロア等に設置され、ボンネット、カバー、ケース等で覆われており、鉛電池上面に設置された電池状態検出装置上のＬＥＤを、使用者が随時または常時、確認することは甚だ困難である。この結果、電池状態検知装置が警報を発しても、その警報は見過ごされがちであり、警報が役に立たないことが多いと推定される。
【０００９】
また、警報を発するタイミングは、警報の生じた瞬間から常時表示する、使用者に認知してもらいやすい特定のタイミングで表示する等、様々な方法が考えられるが、それらのいずれの場合においても、前述の問題点により、実質上、役に立たないことが多いと推定される。
【００１０】
本発明は上記事案に鑑み、使用者に確実に自動車用鉛電池の電池状態を報知可能な電池状態検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、自動車用鉛電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電圧測定手段で測定された電圧に基づいて前記電池の電池状態を判定する状態判定手段とを備えた電池状態検知装置において、前記電圧測定手段で測定された電圧に基づいてエンジン停止を判定する停止判定手段と、発音体を有し警告音を発生させる報知手段と、を備え、前記報知手段は、前記状態判定手段の判定結果に従って、前記停止判定手段によりエンジン停止と判定された後に、前記発音体を作動させて警告音を発生することを特徴とする。
【００１２】
本態様の電池状態検知装置は、電圧測定手段により自動車用鉛電池の電圧が測定され、状態判定手段により電圧測定手段で測定された電圧に基づいて電池の電池状態が判定される。このとき、状態判定手段は、しきい値を用いて電池の少なくとも充電状態および健康状態のいずれかを判定することが好ましい。停止判定手段により、電圧測定手段で測定された電圧に基づいてエンジンが停止したかが判定される。鉛電池を流れる電流を測定せず、鉛電池の電圧のみでエンジン停止を判定する場合には、例えば、停止判定手段は、電圧測定手段で測定された電圧値を用いて、所定値Ｘの時間内に所定値Ｙ以上の電圧降下があり、かつ、その後、電圧測定手段で測定された電圧が所定値ａ以上となったときにエンジンが起動中と判断し、エンジン起動中と判断した後に、（１）前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ｂ（ｂ＜ａ）以下となった場合、（２）前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ｃ以上の速さで低下し、かつ、電圧降下幅が所定値ｄ以上となった場合、（３）前記電圧測定手段で測定された電圧が所定値ｅ（ｅ＜ａ）以下に低下し、かつ、そのときの変化幅が所定値ｆの時間幅で所定値ｇ以下となった場合、のいずれかに該当したときに、エンジンが停止したと判定するようにしてもよい。そして、報知手段により、状態判定手段の判定結果に従って、すなわち、電池状態について警報を発生すべき場合（例えば、しきい値を越えた場合）には、停止判定手段によりエンジン停止と判定された後に、発音体が作動して警告音が発生し、使用者に鉛電池の電池状態を報知する。本態様によれば、報知手段が、状態判定手段の判定結果に従って、停止判定手段によりエンジン停止と判定された後に、発音体を作動させ警告音を発生させるので、エンジンによる騒音で使用者が警告音を聞き逃すことなく、鉛電池の電池状態について確実に報知することができる。
【００１３】
本態様において、報知手段は、停止判定手段がエンジン停止したと判定した後の一定時間経過後に、発音体を作動させ警告音を発生させるようにすれば、使用者が自動車から降りたときに警告音を聞くことができ報知の確実性を担保することができる。また、警告音の発生開始後、所定時間、警告音を発生させるようにすれば、報知の確実性を更に高めることができる。さらに、発音体の発音周波数が１００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの範囲にあるようにすれば、警告音が聞こえやすく、使用者の注意を喚起しやすい。また、警告音が小さ過ぎると聞こえにくくなる反面、大きすぎるのも好ましくなく（例えば、深夜、住宅地帯の車庫に自動車を停車させたときに近所に迷惑を及ぼす。）、発音体の音圧は、該発音体から１０ｃｍの位置において、７０ｄＢ〜９０ｄＢの範囲にあることが好ましい。このような発音体には、ブザー、圧電素子発音体、スピーカのいずれかを用いるようにしてもよい。
【００１４】
また、状態判定手段の判定結果を表示する表示手段を更に備え、聴覚的な報知と視覚的な報知との双方で使用者に報知をするようにしてもよい。このとき、表示手段は、発光ダイオード、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置のいずれかを有するようにしてもよい。さらに、電力消費を少なくするために、表示手段がスイッチを有しており、該スイッチが押下されたときに、状態判定手段の判定結果を表示するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、第１の態様の電池状態検知装置を備えた自動車用鉛電池である。本態様の自動車用鉛電池においても、第１の態様と同様の作用効果を奏する。本態様において、電池状態検知装置は、電池から作動電力の供給を受けることが好ましく、電池の上蓋に収容されていることが更に好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、報知手段が、状態判定手段の判定結果に従って、停止判定手段によりエンジン停止と判定された後に、発音体を作動させ警告音を発生させるので、エンジンによる騒音で使用者が警告音を聞き逃すことなく、鉛電池の電池状態について確実に報知することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明を自動用鉛電池（型式：６５Ｂ２４Ｒ）に適用した実施の形態について説明する。
【００１８】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の鉛電池１０は、電池容器となる略角型の電槽８を有しており、電槽８内には合計６組の極板群が収容されている。電槽８の材質には、成形性、絶縁性および耐久性等の点で優れる、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の高分子樹脂を選択することができる。各極板群は、複数枚の負極板および正極板がセパレータを介して積層されており、セル電圧は２．０Ｖとされている。従って、鉛電池１０の公称電圧は１２Ｖである。電槽８の上部は、電槽８の上部開口を密閉するＰＥ等の高分子樹脂製の上蓋９に接着ないし溶着されている。
【００１９】
上蓋９には、鉛電池１０を自動車用電源として外部へ電力を供給するための２本（正負極）の出力端子７が立設されている。また、上蓋９には、鉛電池１０の充電状態（ＳＯＣ）および健康状態（ＳＯＨ）を判定する電池状態検知装置としてのＡＩユニット１が収容（内蔵）されている。
【００２０】
ＡＩユニット１は、ＡＤコンバータ、基準電源等で構成され鉛電池１０の電圧を測定する電圧測定部と、ＡＤコンバータ、サーミスタ等で構成され鉛電池１０の温度を測定する温度測定部と、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリのＥＥＰＲＯＭ等を有して構成された演算部と、コイル式のブザー１４（図４参照）、ブザー１４を作動させるためのトランジスタや抵抗等を有して構成され警告音を発生させる報知部２０（図４参照）と、スイッチ３（図２参照）、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）５、トランジスタや抵抗等を有して構成されＬＥＤ５を点灯ないし点滅させて鉛電池１０の電池状態を表示する表示部２とを備えている。なお、ＡＩユニット１は上蓋９内で接続導体１１により出力端子７に接続されており、作動電源は鉛電池１０から供給される（図２参照）。
【００２１】
図２および図３に示すように、表示部２を構成するＬＥＤ５は、鉛電池１０の電池状態（ＳＯＣ、ＳＯＨ）を示す４つのＬＥＤ５Ａ〜５Ｄを有して構成されている。図３に示すように、ＬＥＤ５は、右から順に、鉛電池１０の健康状態が良好であることを示す緑色ＬＥＤ５Ａ、要注意であること（鉛電池１０の劣化が進んでいること）または要充電を示す黄色ＬＥＤ５Ｂ、要交換であることを示す赤色ＬＥＤ５Ｃ、過充電状態にあることを示す赤色ＬＥＤ５Ｄの順に配設されており、これらのＬＥＤ５（５Ａ〜５Ｄ）は板状の透明カバー４により覆われている。
【００２２】
黄色ＬＥＤ５Ｂ以外の３つのＬＥＤ５Ａ、５Ｃ、５Ｄは電池状態を示すために点灯するのみであるが、黄色ＬＥＤ５Ｂは、鉛電池１０の健康状態が要注意であることを示すときは点灯し、要充電であることを示すときに点滅する。なお、図２では、ＬＥＤ５を覆う透明カバー４およびスイッチ３を覆うスイッチカバー（図３参照）を外した状態で表している。
【００２３】
表１に示すように、これらのＬＥＤ５は、エンジン停止後、鉛電池１０の電池状態を表示するために、ＬＥＤ５Ａを除き、自動的に約３０秒間点灯ないし点滅するが、スイッチ３が押下されたときにも５秒間点灯ないし点滅する。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
図４に示すように、ＡＩユニット１は、回路基板１２とブザー１４を実装した副回路基板１３とがブザー用接続導体１５により接続されており、副回路基板１３のブザー１４が実装された回路基板１２上の位置にはブザー放音孔６が形成されている。なお、ＡＩユニット１の上面は上蓋９の上面と略同一平面を形成している。
【００２６】
（動作）
次に、ＡＩユニット１の動作についてマイクロプロセッサを主体として説明する。マイクロプロセッサの主要動作は、鉛電池１０の電圧を監視（測定）し、鉛電池１０のＳＯＨやＳＯＣが予め設定された判定しきい値より低下したと判定したときに、エンジン停止後に、ブザー１４で使用者（ドライバ）に警告を与えるものであるが、詳しくは以下の通りである。
【００２７】
マイクロプロセッサは、所定時間（例えば、２ｍｓ）毎に、電圧測定部を介して鉛電池１０のデジタル電圧値を取り込んでおり、取り込んだ電圧値に基づいて鉛電池１０のＳＯＣ、ＳＯＨを決定（算出）する。なお、マイクロプロセッサは温度測定部を介して鉛電池１０の温度測定を行い、取り込んだ温度値により、例えば、室温（２５°Ｃ）におけるＳＯＣ、ＳＯＨに温度補正する。
【００２８】
＜ＳＯＣ、ＳＯＨの決定＞
ＳＯＣを決定するのには、開回路電圧（ＯＣＶ）を測定するのが簡単である。このためには、各ＳＯＣの鉛電池についてＯＣＶのデータを予め取得し、ＯＣＶとＳＯＣとの関係式ないしマップを作成しておき、電圧測定部を介して測定したＯＣＶから関係式ないしマップを利用してＳＯＣを逆算する。
【００２９】
また、ＳＯＨは鉛電池の内部抵抗と強い相関がある。鉛電池の内部抵抗測定にはいわゆる直流法を用いることができる。直流法は鉛電池のＯＣＶおよび放電時の最低電圧Ｖｓｔをそれぞれ測定し、これらの差から内部抵抗を求める方法である。内部抵抗からＳＯＨを決定するためには、ＳＯＣを決定する場合と同様に、各ＳＯＨの鉛電池について内部抵抗のデータを予め取得しておき、関係式ないしマップを利用して、測定された電池の内部抵抗からＳＯＨを計算するようにすればよい。この詳細は、例えば、上述した特許文献２に開示されている。
【００３０】
一方、ＡＩユニット１は、測定した鉛電池１０の電圧に基づいてエンジン状態を検知する機能を有している。すなわち、マイクロプロセッサは、鉛電池１０の電圧を常時監視（測定）し、測定した電圧の変化より、エンジン始動、エンジン起動中、エンジン停止のエンジン状態を判定する。
【００３１】
＜エンジン始動＞
一般に、ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等の内燃機関を有する車両では、鉛電池から電力を供給しセルモータを回して、エンジンを始動する。この際、大電流が流れるが、それに伴い、鉛電池１０の端子間電圧は大きく降下する。このときの電圧降下および電流の時間変化を測定すると、セルモータに電流が流れ始めた直後に、鋭いピーク状の大電流が流れ、同時に鉛電池１０の端子間電圧は鋭い谷状の電圧降下を示す。このときの最低電圧Ｖｓｔが上述したようにＳＯＨを決定するときのデータとなる。
【００３２】
このため、マイクロプロセッサは、鉛電池１０の放電開始後Ｘ（１〜１００）ｍｓ以内にＹ（０．５０〜３．０）Ｖ以上の電圧降下（例えば、１５ｍｓ以内に１．５Ｖ以上の電圧降下）があり、かつその後にある所定値ａ以上になったか否かを判断し、肯定判断のときにはエンジン始動があったものと判定する。なお、鉛電池１０の放電開始に測定された最初の最低電圧、かつ、鉛電池１０の放電開始後１５ｍｓ以内に測定された最低電圧を、上述したようにＳＯＨを決定するための最低電圧Ｖｓｔとして算出する。一方、否定判断のときにはカーエアコンやカーナビゲーション等の車載電装品を起動させたものとみなす（エンジンは始動していないとみなす）。
【００３３】
＜エンジン起動中＞
マイクロプロセッサは、上述したエンジン始動の肯定判断の後、常時鉛電池１０の電圧がある一定値ａ以上（エンジンが起動中の場合は発電機（オルタネータ、レギュレータ）が作動しているため、鉛電池１０は充電状態となっており、電圧がＯＣＶより高くなる。）か否かを判断し、肯定判断のときにエンジン起動中と判定する。ａの電圧値には、例えば、鉛電池１０のＯＣＶの１０９〜１２１％の電圧値を用いることができる。
【００３４】
＜エンジン停止＞
（１）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池１０の電圧がある一定値ｂ以下になった場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｂの電圧値には、例えば、鉛電池１０のＯＣＶの１０３〜１０８％の電圧値を用いることができる。また、（２）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池１０の電圧がある一定値ｃ以上の速度で低下し、かつ、電圧の降下幅がある一定値ｄ以上の場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｃの電圧低下速度として１．０〜４．０Ｖ／ｓ、また、ｄの電圧降下幅として０．０５〜０．２０Ｖを用いることができる。さらに、（３）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池１０の電圧がある一定値ｅ以下に低下し、かつ、そのときの電圧の変化幅が、ある一定値ｆの時間幅で、ある一定値ｇ以下になった場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｅの電圧値として鉛電池１０のＯＣＶの１０２〜１０９％の電圧値、ｆの値として０．０１〜１．０ｓ、ｇの電圧の変化幅として０．１〜０．３Ｖを用いることができる。マイクロプロセッサは、（１）〜（３）のいずれかに該当したときに、エンジンが停止したもと判定する。
【００３５】
なお、マイクロプロセッサは、エンジン停止後、鉛電池１０の分極反応が解消した後（例えば、６時間経過後）に測定した鉛電池１０の電圧をＯＣＶとして測定する。
【００３６】
このようにしてマイクロプロセッサは常時あるいは随時、ＳＯＣ、ＳＯＨの演算を行う。演算されたＳＯＣ、ＳＯＨの値は演算の都度、予め設定された判定しきい値との比較を行う。ＳＯＣ、ＳＯＨの値が判定しきい値より低下していた場合は、報知タイミングに合わせて報知するための準備動作を行う。本実施形態では、表１に示したように、警報のレベルを原則として「良好」、「要注意」、「要交換」（不良）の３段階にレベル分けしている。
【００３７】
ＡＩユニット１が鉛電池１０の上蓋９に収容されているため、ＡＩユニット１は、鉛電池１０が設置される場所に配置される。多くはエンジンルーム内であり、または車室等の自動車内であり、ブザー１４が発する警報音は走行中は車両のノイズにより聞こえにくい。このため、ＡＩユニット１が発する警報音の発生タイミングを以下のように設定して、使用者が警報音を聞きやすいタイミングで発し、使用者に警報音が確実に伝達されるようにしている。なお、ＡＩユニット１は、ＤＡコンバータを介してブザー１４を作動させるトランジスタのゲートにハイレベル信号を送出して警告音を発生させる。
【００３８】
エンジン起動状態からエンジンを停止するタイミングにおいて、使用者は、自動車から降り、ドアを閉め、ドアをロックして、自動車から離れる、という一連の動作を行うことが多いと推定される。従って、警告音を発生させる場合（例えば、鉛電池１０のＳＯＨが判定しきい値を下回った場合）に、エンジンが停止したと判定したタイミングから一定のタイムラグを設けて報知すれば、警報が使用者に伝達される可能性が高くなる。報知開始タイミングに加えて、ブザー１４の警告音による報知継続時間もまた重要な要因である。
【００３９】
これらの具体的な時刻、時間としては、報知開始はエンジン停止後０〜６０秒までの間に行われることが必要である。報知継続時間は２秒以上必要であり、最大数分間報知し続けることが必要である。また、これらの時刻、時間の最適値は、車両の使用形態によって異なるので、鉛電池１０の用途に応じて、個々のケースにより決定するようにすればよい。なお、本実施形態の鉛電池１０は一般乗用車用のもので、表１に示すように、ブザー１４による警告音の報知継続時間を約３０秒に設定している。
【００４０】
本実施形態のＡＩユニット１によればほとんどの場合、警報音を使用者に確実に伝達できるが、実際には数回の聞き逃しが発生することを想定して、警報音を発生させるＳＯＣ、ＳＯＨの判定しきい値は余裕を持ってやや高めに設定しておくことが好ましい。また、本実施形態で採用した発音体はコイルを使用したブザーであるが、これは耐久性に優れている。
【００４１】
ここで注意が必要な点はブザー１４の発音周波数である。本発明者らが種々の車両、条件について調査した結果、発音周波数が１００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの周波数帯に分布している場合に使用者に認知されやすいことが判明した。本実施形態のブザー１４では発音周波数が約２０００Ｈｚに強度のピークがあるものを採用したが、この場合は特に聞き取りやすく、警報音が認知されやすくなる。また、図４に示すように、発音の音圧も、組み込まれたブザー１４の位置から１０ｃｍの位置において、８０ｄｂになるように、ブザー１４の取り付けをメインの回路基板１２の他に副回路基板１３を用いた。このようにすることで、使用者には充分警報音が聞こえ、かつ、例えば深夜の住宅地などで警報報知がなされても迷惑な騒音になることはないことが判明した。
【００４２】
また、ＡＩユニット１は、表示部２にスイッチ３を配置している。ブザー１４による警告音を聞いた、または、電池状態を知りたいと希望する使用者が鉛電池１０の電池状態（ＳＯＣ、ＳＯＨ）を確認できるようにするためである。すなわち、このスイッチ３による入力があった場合、表１に示すように、電池状態をＬＥＤ５で表示するようにして、使用者が任意に電池状態を把握できるようにしている。
【００４３】
（効果等）
次に、本実施形態の鉛電池１０の効果等についてＡＩユニット１を中心に説明する。
【００４４】
ＡＩユニット１は、電圧測定部を介して鉛電池１０の電圧を測定し、演算部で、測定さした電圧に基づいて鉛電池１０の電池状態（ＳＯＣ、ＳＯＨ）を決定（算出）し、判定しきい値を下回ったか否かを判定する。判定しきい値を下回った場合、直ちに、ブザー１４で警告音を発生させるのではなく、演算部により、電圧測定部を介して測定された鉛電池１０の電圧に基づいてエンジンが停止したかを判定し、エンジン停止と判定した後の一定時間経過後に、ブザー１４を作動させて警告音を発生し、使用者に鉛電池１０の電池状態を報知する。本実施形態の鉛電池１０によれば、マイクロプロセッサが、鉛電池１０の健康状態の判定結果に従って、エンジン停止と判定された後の一定時間経過後に、ブザー１４を作動させ警告音を発生させるので、エンジンによる騒音で使用者が警告音を聞き逃すことなく、鉛電池１０の電池状態について確実に報知することができる。
【００４５】
また、本実施形態の鉛電池１０では、ブザー１４による警告音の発生開始後、所定時間、警告音を発生させるようにしたので、報知の確実性を高めることができる。さらに、ブザー１４の発音周波数が２０００Ｈｚのものを用いたので、警告音が聞こえやすく、使用者の注意を喚起しやすい。また、ブザー１４の音圧を、ブザー１４から１０ｃｍ離れた位置において、８０ｄＢのものを用いたので、ブザー１４による警告音で他人に迷惑を掛けることを防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態の鉛電池１０では、ブザー１４による聴覚的報知手段の他に表示部２のＬＥＤ５による視覚的報知手段を併設したので、聴覚的な報知と視覚的な報知との双方で使用者に鉛電池１０の電池状態を報知することができる。さらに、表示部２にスイッチ３を配置し、スイッチ３が押されたときに、鉛電池１０の電池状態をＬＥＤ５で報知するようにしたので、任意に鉛電池１０の電池状態を確認することができる。
【００４７】
そして、本実施形態の鉛電池１０では、ＡＩユニット１による電池状態の判定を鉛電池１０の電圧のみで行い、ホール素子等の電流センサを使用しないので、ＡＩユニット１のコストダウンおよび小型軽量化を図ることができ、ひいては、鉛電池１０のコストダウンおよび軽量化を図ることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、警告音を発生させる発音体にブザー１４を例示したが、その他に圧電素子発音体やスピーカ等も使用でき、それぞれ薄型化が可能、色々の音色を発生させることができる等の特徴があり、用途に応じて選択すればよい。また、ブザー１４の発音周波数に２０００Ｈｚ、音圧が１０ｃｍ離れた位置において８０ｄＢのものを例示したが、上述したように、発音周波数については１００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ、音圧については７０ｄＢ〜９０ｄＢのものも好適に用いることができる。
【００４９】
また、本実施形態では、表示部２にＬＥＤ５を例示したが、その他に液晶表示装置（ＬＣＤ）やエレクトロルミネセンス表示装置等を用いることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、表１に示したように、スイッチ３の押下に拘わらず自動診断時にＬＥＤ５Ｂ〜５Ｄを点灯ないし点滅させる例を示したが、上述したように、鉛電池１０はエンジンルームに配置される場合が多く使用者が通常確認することが少ないと予想されるため、鉛電池１０の電力消費を節約するために、スイッチ３が押下されたときのみ、ＬＥＤ５を点灯ないし点滅させるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、電池状態検知装置としてのＡＩユニット１を鉛電池１０の上蓋９に収容した例を示したが、ＡＩユニット１を鉛電池１０から独立させて用いるようにしてもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、判定しきい値を用いて、鉛電池１０の電池状態について、「良好」、「要注意」、「要交換」の３つのレベルで表示する例を示したが、本発明はこれに限らず、「良好」、「要交換」の２つのレベルやさらに細かく判定を分けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は使用者に確実に自動車用鉛電池の電池状態を報知可能な電池状態検知装置を提供するものであるため、電池状態検知装置や自動車用鉛電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の鉛電池の外観斜視図である。
【図２】実施形態の鉛電池の上蓋の外観斜視図である。
【図３】実施形態の鉛電池のＡＩユニットの表示部の平面図である。
【図４】実施形態の鉛電池のＡＩユニットの回路基板、副回路基板およびブザーの位置関係を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＡＩユニット（電圧測定手段、状態判定手段、停止判定手段、報知手段、電池状態検知装置）
２  表示部（表示手段の一部）
３  スイッチ
５  ＬＥＤ
１０  鉛電池（自動車用鉛電池）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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