(57)【要約】【課題】電流センサを使用せず電池状態を検知可能な電池状態検知方法及び電池状態検知装置を提供する。【解決手段】ガソリンエンジン車のエンジン始動用機器に固有の抵抗Ｒと、鉛電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを予め記憶しておく。鉛電池の満充電近傍で開回路電圧Ｖｏと、エンジン始動時の鉛電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定する（Ｓ１０４、１０８）。次に、記憶された抵抗Ｒと測定された開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧Ｖｓｔを、ｒ＝（Ｖｏ−Ｖｓｔ）／Ｖｓｔ×Ｒに代入して鉛電池の内部抵抗ｒを算出し（Ｓ１１０）、算出された内部抵抗ｒを記憶された内部抵抗ｒ及びＳＯＨの関係に当てはめて鉛電池のＳＯＨを検知する。電圧測定のみで鉛電池のＳＯＨを検知できる。【選択図】図４
2005304173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関始動用の電池の状態を検知する電池状態検知方法であって、
前記内燃機関に固有の抵抗Ｒと、前記電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを予め記憶しておき、
前記電池の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏと、前記内燃機関始動時の前記電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定し、
前記記憶された抵抗Ｒと前記測定された開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧Ｖｓｔとから前記電池の内部抵抗ｒを算出し、
前記算出された内部抵抗ｒを前記記憶された内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係に当てはめて前記電池の健康度ＳＯＨを検知する、
ステップを含む電池状態検知方法。
【請求項２】
前記抵抗Ｒは、前記電池の未劣化状態で測定された前記放電電圧Ｖｓｔ及び該放電電圧Ｖｓｔ測定時の最大放電電流Ｉｓｔから算出されたことを特徴とする請求項１に記載の電池状態検知方法。
【請求項３】
前記抵抗Ｒは、下記関係式により算出されたことを特徴とする請求項２に記載の電池状態検知方法。
【数１】
2005304173.tif 000009
【請求項４】
前記内部抵抗ｒは、下記式により算出されたことを特徴とする請求項１に記載の電池状態検知方法。
【数２】
2005304173.tif 000010
【請求項５】
前記内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係は、前記電池の未劣化状態かつ満充電状態で測定された開回路電圧Ｖｏ、前記内燃機関始動時の前記電池の未劣化状態で測定された前記放電電圧Ｖｓｔ、及び、該放電電圧下Ｖｓｔ測定時の最大放電電流Ｉｓｔから下記式により算出された内部抵抗ｒが、前記電池の健康度ＳＯＨが１００％のときの内部抵抗ｒとして定義されたことを特徴とする請求項１に記載の電池状態検知方法。
【数３】
2005304173.tif 000011
【請求項６】
前記抵抗Ｒは、セルモータを含む前記内燃機関の始動用機器の電気抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の電池状態検知方法。
【請求項７】
前記最大放電電流Ｉｓｔは、前記電池と前記内燃機関の始動用機器との間に挿入された分流器の電圧により測定されたことを特徴とする請求項６に記載の電池状態検知方法。
【請求項８】
内燃機関始動用の電池の状態を検知する電池状態検知装置であって、
前記内燃機関に固有の抵抗Ｒと、前記電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを記憶した記憶手段と、
前記電池の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏと、前記内燃機関始動時の前記電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定する測定手段と、
前記記憶手段に記憶された抵抗Ｒと前記測定手段で測定された開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧Ｖｓｔとから前記電池の内部抵抗ｒを算出する内部抵抗算出手段と、
前記内部抵抗算出手段で算出された内部抵抗ｒを前記記憶手段に記憶された内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係に当てはめて前記電池の健康度ＳＯＨを検知する健康度検知手段と、
を備えた電池状態検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池状態検知方法及び電池状態検知装置に係り、特に、電池の電圧測定のみで電池状態を検知可能な電池状態検知方法及び電池状態検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両には内燃機関の始動用鉛電池（以下、単にバッテリという。）が搭載されている。バッテリは、車両の始動を確保するという点から、極めて重要な部品である。従って、バッテリの充電状態や劣化状態等の電池状態を検知することは、例えば、車両が一旦停止した後で、内燃機関の再始動を予測ないし保証するという意味で有益である。
【０００３】
このため、バッテリの開回路電圧測定、交流電流を用いた内部抵抗の測定、充電電流や放電電流と放電電圧等との併用測定により、バッテリの電池状態を検知する試みがなされてきた。その具体例として、バッテリの電圧と電流との関係を予め準備しておき、実際の測定で得られたデータと比較して、バッテリの残容量を検知する残容量検出装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、交流電流を印加して、内部抵抗が一定値以上になった時から内部抵抗と残容量の相関式を求め、これを基にバッテリの残容量を監視すると共に、バッテリの寿命期間を推定する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６３８３０号公報
【特許文献２】特開２００２−３３４７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、開回路電圧測定では誤差が大きく、バッテリの充電状態の低下と劣化とを区別できない、という問題点がある。また、交流電流を用いた内部抵抗の測定では、測定装置が大掛かりで複雑なものとなる上、測定された抵抗値とバッテリの状態との正確な関連付けが難しい、という問題点がある。更に、充電電流や放電電流を測定し、別の測定と併用する方法では、測定精度が高まるものの、例えば、内燃機関始動時の大電流を測定するために、電流センサが大きく、かつ、コスト高となってしまう、という問題点がある。また、この場合、電流センサを車両の電流ハーネスに割り込ませて取り付ける必要があるため、通常の車両では後付にするのが難しい、という問題点もある。
【０００６】
本発明は上記事案に鑑み、電流センサを使用せず電池状態を検知可能な電池状態検知方法及び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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、内燃機関始動用の電池の状態を検知する電池状態検知方法であって、前記内燃機関に固有の抵抗Ｒと、前記電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを予め記憶しておき、前記電池の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏと、前記内燃機関始動時の前記電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定し、前記記憶された抵抗Ｒと前記測定された開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧Ｖｓｔとから前記電池の内部抵抗ｒを算出し、前記算出された内部抵抗ｒを前記記憶された内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係に当てはめて前記電池の健康度ＳＯＨを検知する、ステップを含む。
【０００８】
本発明では、内燃機関に固有の抵抗Ｒと、電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを予め記憶しておき、電池の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏと内燃機関始動時の電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定して内部抵抗ｒを算出し、内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係から電池の健康度ＳＯＨを検知するので、健康度ＳＯＨ検知時に測定対象となるのは開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧下Ｖｓｔであり、電流測定を行う必要がないので、電流センサを使用せず電池状態を検知することができる。
【０００９】
第１の態様において、抵抗Ｒは、電池の未劣化状態で測定された前記放電電圧下Ｖｓｔ及び該放電電圧Ｖｓｔ測定時の最大放電電流Ｉｓｔから算出することができる。すなわち、最大電圧降下Ｖｓｔ及び最大放電電流Ｉｓｔの間には、下記式（１）による簡単なオームの法則が成立する。
【００１０】
【数４】
2005304173.tif 000003
【００１１】
また、電池自体については、下記式（２）が成立するので、式（１）及び式（２）から、内部抵抗ｒは下記式（３）により算出することができる。なお、式（３）で得られる内部抵抗ｒは直流内部抵抗である。
【００１２】
【数５】
2005304173.tif 000004
【００１３】
【数６】
2005304173.tif 000005
【００１４】
更に、内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係は、電池の未劣化状態かつ満充電状態で測定された開回路電圧Ｖｏ、内燃機関始動時の電池の未劣化状態で測定された前記放電電圧Ｖｓｔ、及び、該放電電圧Ｖｓｔ測定時の最大放電電流Ｉｓｔから上記式（３）により算出された内部抵抗ｒが、電池の健康度ＳＯＨが１００％のときの内部抵抗ｒとして定義するようにしてもよい。
【００１５】
電池が車両に搭載された場合には、抵抗Ｒは、セルモータを含む内燃機関の始動用機器の電気抵抗となる。このとき、最大放電電流Ｉｓｔを、電池と内燃機関の始動用機器との間に挿入された分流器の電圧により測定すれば、電流センサを使用しないで抵抗Ｒの値を得ることができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、内燃機関始動用の電池の状態を検知する電池状態検知装置であって、前記内燃機関に固有の抵抗Ｒと、前記電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを記憶した記憶手段と、前記電池の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏと、前記内燃機関始動時の前記電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定する測定手段と、前記記憶手段に記憶された抵抗Ｒと前記測定手段で測定された開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧Ｖｓｔとから前記電池の内部抵抗ｒを算出する内部抵抗算出手段と、前記内部抵抗算出手段で算出された内部抵抗ｒを前記記憶手段に記憶された内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係に当てはめて前記電池の健康度ＳＯＨを検知する健康度検知手段と、を備える。第２の態様においても、上記第１の態様と同様に、電流センサを使用せず電池状態を検知することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、内燃機関に固有の抵抗Ｒと、電池の内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係とを記憶しておき、電池の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏと内燃機関始動時の電池の最大電圧降下における放電電圧Ｖｓｔとを測定して内部抵抗ｒを算出し、内部抵抗ｒ及び健康度ＳＯＨの関係から電池の健康度ＳＯＨを検知するので、健康度ＳＯＨ検知時に測定対象となるのは開回路電圧Ｖｏ及び放電電圧Ｖｓｔであり、電流測定を行う必要がないので、電流センサを使用せず電池状態を検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】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を車両用鉛電池の状態を検知する電池状態検知装置に適用した実施の形態について説明する。
【００１９】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の電池状態検知装置１１は、鉛電池１のベント栓から離れた側の鉛電池１の側面に固着されており、鉛電池１の電圧を測定して電池状態を検知するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略称する。）８を有している。鉛電池１には、１セルが例えば正極６枚、負極７枚で構成され、６セル直列で公称１２Ｖの車両用鉛電池を用いることができる。
【００２０】
マイコン８は、中央演算処理装置として機能するＣＰＵ、電池状態検知装置１１の基本制御プログラムや後述する数式、プログラムデータ等を記憶したＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして働くＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、及び、上位の車両側マイコン１０と通信するためのインターフェース等を含んで構成されている。
【００２１】
鉛電池１の正極端子は、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧＮスイッチという。）９の中央端子に接続されている。ＩＧＮスイッチ９は、中央端子とは別に、ＯＦＦ端子、ＯＮ／ＡＣＣ端子及びＳＴＡＲＴ端子を有しており、ロータリー式に切り替え接続が可能である。
【００２２】
鉛電池１の両極端子はマイコン８に内蔵されたＡ／Ｄコンバータに接続されており、マイコン８は鉛電池１の両端電圧をデジタル値で取り込むことができる。なお、電池状態検知装置１１は、このような配線を含んで構成されている。
【００２３】
一方、車両側には、図示しないクラッチ機構を介してエンジン４の回転軸に回転駆動力を伝達させエンジン４を始動させるセルモータ等のスタータ３が配されている。また、エンジン４の回転軸は、不図示のクラッチ機構を介して発電機２に動力の伝達が可能であり、エンジン４が回転状態にあるときは、このクラッチ機構を介して発電機２が作動し発電機２からの電力がエアコン、ラジオ等の補機５乃至鉛電池１に供給（充電）される。このようなエンジン制御等は車両側マイコン１０により実行される。
【００２４】
ＩＧＮスイッチ９のＯＮ／ＡＣＣ端子は、補機５及び一方向への電流の流れを許容する整流素子を介して発電機２の一端に接続されている。また、ＳＴＡＲＴ端子はスタータ３の一端に接続されている。更に、発電機２、スタータ３及び補機５の他端、鉛電池１の負極端子及びマイコン８は、それぞれグランドに接続されている。
【００２５】
（基本原理）
次に、本実施形態の電池状態検知装置１１の基本原理について説明する。
【００２６】
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システムを有する車両では、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、鉛電池の端子間電圧は大きく降下することが知られている。このときの電圧降下、及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、図２に示すように、鋭いピーク状の大電流が流れ、同時に電池の端子間電圧は鋭い谷状の電圧降下を示す。この電圧降下の最低値Ｖｓｔは、電流が最大値Ｉｓｔの時に現われる。各種充電状態、劣化状態の電池において、ＶｓｔとＩｓｔの関係を調べてみると、下式（１）に示すように、両者には単純なオームの法則が成り立つことが判明した。
【００２７】
【数７】
2005304173.tif 000006
【００２８】
ここで、Ｒは内燃機関に固有の電気抵抗であり、エンジン、セルモータ、その他内燃機関システムを構成する部品に依存する。また、鉛電池の開回路電圧をＶｏ、鉛電池の直流内部抵抗をｒとすると、鉛電池自体については、下式（２）が成り立つ。
【００２９】
【数８】
2005304173.tif 000007
【００３０】
式（１）及び式（２）より、下式（３）が得られ、開回路電圧Ｖｏ、電圧降下の最低値Ｖｓｔ、内熱機関に固有の抵抗Ｒから、鉛電池の直流内部抵抗ｒを求めることができる。
【００３１】
【数９】
2005304173.tif 000008
【００３２】
ところで、直流内部抵抗ｒは鉛電池の健康度（ＳＯＨ）と強く関係する。鉛電池が健全な状態で最小の値を示し、鉛電池の劣化が進むにつれて増大する。鉛電池の劣化による直流内部抵抗ｒの変化は、鉛電池のサイズと内部構成に依存する。従って、状態検知を行う鉛電池について予め鉛電池の直流内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係を求めておけば、測定ないし算出（演算）された直流内部抵抗ｒにより、鉛電池のＳＯＨを推定することが可能となる。
【００３３】
一方、鉛電池の開回路電圧Ｖｏは、鉛電池の充電状態の指標となる。満充電状態で最大を示し、放電して充電状態（ＳＯＣ）が低下すると、開回路電圧Ｖｏも低下する。開回路電圧Ｖｏは鉛電池のサイズと内部構成の影響をあまり受けず、充電状態でほぼ決定される。このため、開回路電圧Ｖｏを測定することにより、鉛電池のＳＯＣの推定が可能となる。
【００３４】
直流内部抵抗ｒはＳＯＣの影響をあまり受けないが、ＳＯＣが極端に低下した時に増大する場合がある。しかしながら、内燃機関始動用の鉛電池は、エンジン始動時以外は常時満充電近傍の状態であり、鉛電池のＳＯＣは常時高く保たれているため、このようなケースは殆どなく、実用上問題はない。
【００３５】
次に、内燃機関として排気量２０００ｃｃの電子制御燃料噴射装置付きのガソリンエンジンを搭載した車両（ガソリンエンジン自動車）、内燃機関始動用電池としてＪＩＳ規格５５Ｂ２４サイズの鉛電池１を用いて、本発明者らが実際に行った抵抗Ｒの算出方法、及び、直流内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係の作成方法について説明する。
【００３６】
まず、新品の満充電状態の鉛電池１を車両に取り付けた。また、鉛電池１と車両のハーネスの間に電圧測定用の５００Ａ分流器を接続した。
【００３７】
続いて、エンジンを始動しない状態で鉛電池１の端子電圧を測定した。この際に自動車のキーを抜いておき、自動車の待機電流が最小になるよう留意した。この電池電圧を開回路電圧Ｖｏとした。抵抗Ｒは次のように求めた。サンプリング速度１．０ｍｓの一般用デジタルレコーダで鉛電池１の端子電圧と電圧測定用の５００Ａ分流器の電圧を測定、記録しながら、エンジンの始動キーを操作し、エンジンを始動させた。得られた時間／端子電圧、時間／電流曲線から電圧の最低（最小）値Ｖｓｔ、電流の最大値Ｉｓｔを読みとった。最低値Ｖｓｔ及び最大値Ｉｓｔから式（１）を用いて抵抗Ｒを算出した。この操作を３回行い、抵抗Ｒの平均値を求めた。以降、抵抗Ｒの平均値は車両によって決まる定数として取り扱うことができる。
【００３８】
鉛電池１の直流内部抵抗ｒは、開回路電圧Ｖｏ、最低値Ｖｓｔ及び抵抗Ｒを、式（３）に代入して算出する。ここで求めた直流内部抵抗ｒは鉛電池１が劣化していない初期状態であり、以下、この直流内部抵抗ｒを初期内部抵抗値ｒｉｎｔという。
【００３９】
直流内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係を作成するには、予め鉛電池のＳＯＨを変えたもので直流内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係を実測するのが確実で、精度も高く好ましい。しかしながら、簡易的には、初期内部抵抗値ｒｉｎｔの値をＳＯＨ＝１００％とし、直流内部抵抗ｒが初期内部抵抗値ｒｉｎｔの数倍になったときにＳＯＨ＝０％として、各直流内部抵抗ｒについてのＳＯＨの値を直線近似してもよい。図２は、鉛電池１の直流内部抵抗ｒと鉛電池１の健康度ＳＯＨとの関係について示したものである。ＳＯＨは鉛電池１の５時間率放電容量で評価した。直線近似法は直流内部抵抗ｒが初期内部抵抗値ｒｉｎｔの３倍となったときに寿命、すなわちＳＯＨ＝０％として、内部抵抗とＳＯＨを直線で近似したものである。実測値と比較すると大きなズレはなく、実用上十分な精度が得られる。従って、実測値、線形近似、両者のいずれかを用いて、直流内部抵抗ｒ及びＳＯＨの関係を定義することができる。
【００４０】
なお、実測値の場合には直流内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係マップのマップデータを、線形近似の場合には直線近似の近似式をマイコン８のＲＯＭに格納すればよい。本実施形態では、以上のように算出ないし作成した抵抗Ｒの値、上述した式（３）、及び、図２に示した直線近似式がマイコン８のＲＯＭに格納されている。ここまでが鉛電池１の状態検知の準備であり、以後電流測定は必要ないため、電圧測定用の分流器は不要となる。また、自動車に取り付けた鉛電池１はそのまま使用を開始して良い。
【００４１】
（動作）
次に、フローチャートを参照して、本実施形態の電池状態検知装置１１の動作について、マイコン８のＣＰＵを主体として説明する。ＣＰＵは、マイコン８に電源が投入されると、ＲＯＭに格納されたプログラム及び上述したプログラムデータ等をＲＡＭに展開する初期設定処理を実行した後、鉛電池１の劣化を車両側マイコン１０に報知するための劣化報知ルーチンを実行する。
【００４２】
図４に示すように、劣化報知ルーチンでは、まず、ステップ１０２において、前回の放電終了（イグニッションがオフとなった）後、鉛電池１の分極が解消され開路電圧ＯＣＶの測定が可能な所定時間（例えば、６時間）が経過したか否かを判断する。イグニッションがオフとなったかは、車両側マイコン１０から報知される。否定判断のときは所定時間が経過するまで待機し、肯定判断のときは、次のステップ１０４で鉛電池１の満充電近傍での両端電圧を開回路電圧ＯＣＶとして取り込みＲＡＭに記憶する。
【００４３】
次にステップ１０６において、エンジン始動が開始したか否かを判断する。エンジンの始動開始の判断は、車両側マイコン１０から報知を受けても、又は、鉛電池１の放電電圧を常時監視しており、測定した電圧が所定値以下となったときにエンジン始動開始と判断するようにしてもよい。
【００４４】
ステップ１０６で否定判断のときは、エンジン始動が開始するまで待機し、肯定判断のときは、次のステップ１０８において、鉛電池１の放電電圧の最低値Ｖｓｔを特定する。すなわち、ＣＰＵは、エンジン始動後、Ａ／Ｄコンバータに１ｍｓ間隔で鉛電池１の放電電圧をサンプリングさせ、当該放電電圧のＲＡＭへの格納を継続しているが、エンジン始動開始後の鉛電池１の放電電圧の極小値を最小値Ｖｓｔと特定する。
【００４５】
次にステップ１１０では、ＲＯＭからＲＡＭに展開された抵抗Ｒ、ＲＡＭに格納した開回路電圧ＯＣＶ及び最低値Ｖｓｔを読み出し、上述した式（３）に代入して、鉛電池１の直流内部抵抗ｒの値を演算する。次いで、ステップ１１２では、ステップ１１０で演算した直流内部抵抗ｒの値を、上述した直流内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係を定めた直線近似式に代入することで、鉛電池１のＳＯＨを演算する。
【００４６】
次のステップ１１４では、ステップ１１２で演算したＳＯＨが５０％以上か否かを判断し、肯定判断のときには、鉛電池１の劣化の程度が許容の範囲にあるものとしてステップ１０２へ戻り、否定判断のときは、次のステップ１１６で、車両側マイコン１０に電池交換が必要な旨の警告を出力してステップ１０２へ戻る。車両側マイコン１０は、マイコン８からの警告を受けて、車両のインストールメントパネルを制御する図示しないパネル制御部に伝え（制御し）、インストールメントパネルには電池交換が必要な旨の警告が表示される。従って、ドライバは、インストールメントパネルを見ることで電池交換が必要である旨を知ることができる。なお、劣化報知ルーチンは、車両側マイコン１０からイグニッションがオフとなった旨の通知を受けたときに割込処理により終了する。
【００４７】
（作用等）
次に、本実施形態の電池状態検知装置１１の作用等について説明する。
【００４８】
本実施形態の電池状態検知装置１１では、マイコン８のＲＯＭに抵抗Ｒ、上述した式（３）、及び、電池の内部抵抗ｒと健康度ＳＯＨとの関係を表す直線近似式を記憶しておき、鉛電池１の満充電近傍での開回路電圧Ｖｏとエンジン始動時の鉛電池１の最大電圧降下における放電電圧の最低値Ｖｓｔとを測定して（ステップ１０４、１０８）、式（３）から内部抵抗ｒを算出し（ステップ１１０）、直線近似式から鉛電池１のＳＯＨを演算（検知）する（ステップ１１２）。このため、ＳＯＨ演算に必要な測定対象は、開回路電圧Ｖｏ及び最低値Ｖｓｔであり、電流測定を行う必要がない。従って、本実施形態の電池状態検知装置１１は、電流センサを使用せず鉛電池１のＳＯＨの状態を検知することができるため、電池状態検知装置１１の低コスト化、小型化を図ることができる。
【００４９】
また、本実施形態の電池状態検知装置１１では、直流内部抵抗ｒを用いているので、上述した交流法によって求めた内部抵抗の値よりも、鉛電池１の実使用状態に近いため、信頼度の高いＳＯＨの値を求めることができると共に、交流電流の生成や複雑な処理が不要なため、電池状態検知装置１１の低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００５０】
更に、本実施形態の電池状態検知装置１１では、鉛電池１の内部抵抗ｒとＳＯＨとの関係に直線近似式を用いたので、実測値を用いた場合よりもＳＯＨの精度が落ちるものの、図３に示したように、実用上充分な精度を得ることができ、マイコン８の負荷も小さくできると共に、多くの品種の鉛電池に対応する場合には、直線近似式でも充分に実用的である。
【００５１】
また、本実施形態の電池状態検知装置１１では、抵抗Ｒを求めるために、最低値Ｖｓｔ及び最大値Ｉｓｔを測定する際にサンプリング速度１ｍｓの一般用デジタルレコーダを用いたので、高速なオシロスコープ等の高価な測定機器は不要である。しかも、５００Ａ分流器を用いたので、高価な電流センサを使用せず最大値Ｉｓｔを求めることができる。
【００５２】
なお、本実施形態では、電池状態検知装置１１が鉛電池１の劣化の警告を出力する例を示したが、図４に示したように、マイコン８は鉛電池１のＳＯＨを演算しているので（ステップ１１２）、ＳＯＨを車両側マイコン１０に出力するようにしてもよい。このようにすれば、インストールメントパネルに鉛電池１の状態をレベルメータ等で常時表示することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、抵抗Ｒをマニュアル操作で求める方法を例示したが、このような操作は専用治具で行うようにしてもよい。専用治具で測定ないし算出した抵抗Ｒの値を、ＲＯＭライタに送出することで、量産化の際に工数の削減を図ることができる。
【００５４】
更に、本実施形態では、鉛電池１のＳＯＨの検知について例示したが、上述したように、開回路電圧Ｖｏと充電状態（ＳＯＣ）との間には相関関係が成り立つので、ステップ１０４で測定した開回路電圧ＶｏからＳＯＣを算出するようにしてもよい。その際、ステップ１１２で演算した鉛電池１のＳＯＨを考慮することで、鉛電池１のＳＯＣを高精度に算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は電流センサを使用せず電池状態を検知可能な電池状態検知方法及び電池状態検知装置を提供するものであるため、本発明を適用ないし具現した装置は小型化、低コスト化を図ることができ製造、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】
【００５６】
【図１】本発明が適用された実施形態の電池状態検知装置の概略ブロック図である。
【図２】ガソリンエンジン自動車でのエンジン始動時の鉛電池の端子電圧とセルモータに流れる電流とを示したグラフである。
【図３】鉛電池の健康度ＳＯＨと直流内部抵抗ｒとの関係を示すグラフである。
【図４】実施形態の電池状態検知装置のＣＰＵが実行する劣化報知ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  鉛電池（電池）
３  スタータ（セルモータ）
１１  電池状態検知装置
【図１】
2005304173.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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