(57)【要約】【課題】電池が種々のモードで劣化していても、電池の劣化状態を一意に定義可能な電池状態検出装置を提供する。【解決手段】電池状態検出装置は、満充電状態での電池の開回路電圧を測定し（Ｓ２０４）、高ＯＣＶ側の鉛電池のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ１を演算し（Ｓ２１０）、エンジン始動時の鉛電池のピーク電圧Ｖｐが８Ｖ以下のときに（Ｓ３１０）、放電電圧と開回路電圧とのＳＯＨマップにより低ＯＣＶ側の鉛電池のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ２を演算し（Ｓ３１２）、ΔＳＯＨ１及びΔＳＯＨ２から鉛電池の劣化状態ＳＯＨを演算する（Ｓ２１２、Ｓ３１４）。鉛電池の真値に近いＳＯＨ等を演算できる。【選択図】図３
2005259624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の状態を検出する電池状態検出装置において、
満充電状態での前記電池のＳＯＨの減少量を算出する第１のＳＯＨ減少量算出手段と、
高率放電による前記電池の電圧が所定値以下のときの前記電池のＳＯＨの減少量を算出する第２のＳＯＨ減少量算出手段と、
前記第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出されたＳＯＨの減少量の双方から前記電池のＳＯＨの値を算出するＳＯＨ算出手段と、
を備えたことを特徴とする電池状態検出装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段は、前記電池の開回路電圧、内部抵抗又は放電電圧から前記ＳＯＨの減少量を算出することを特徴とする請求項１に記載の電池状態検出装置。
【請求項３】
前記第１のＳＯＨ減少量算出手段は、前記電池の満充電状態での開回路電圧から前記ＳＯＨの減少量を算出し、前記第２のＳＯＨ減少量算出手段は、前記電池の内部抵抗の増大値から前記ＳＯＨの減少量を算出することを特徴とする請求項２に記載の電池状態検出装置。
【請求項４】
前記ＳＯＨ算出手段で算出された異なる時刻における複数の前記ＳＯＨの値から前記電池の余命を算出する余命算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の電池状態検出装置。
【請求項５】
前記余命算出手段は、前記電池の劣化状態の進行速度から前記電池の余命を算出することを特徴とする請求項４に記載の電池状態検出装置。
【請求項６】
非満充電状態での前記電池のＳＯＣの値を算出するＳＯＣ算出手段と、前記ＳＯＣ算出手段で算出されたＳＯＣの値、前記第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出された前記電池のＳＯＨの減少量及び前記ＳＯＨ算出手段で算出されたＳＯＨに基づいて前記電池の充電状態を算出する充電状態算出手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の電池状態検出装置。
【請求項７】
前記ＳＯＣ算出手段は、前記電池の開回路電圧、内部抵抗又は放電電圧から非満充電状態での前記電池のＳＯＣの値を算出することを特徴とする請求項６に記載の電池状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池状態検出装置に係り、特に、電池の状態を検出する電池状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、携帯機器などの高性能化に伴ってそれらに使用される電池の負荷が大きくなるに従い、電池状態監視と電池状態制御との役割が益々重要性となってきている。例えば、自動車用の電池では、排ガス削減のために行われるアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）や回生充電などに対応するため、これらの用途に適した電池状態に電池を保つ技術が望まれている。鉛電池はこれらの用途に応用できる代表的な電池のひとつである。
【０００３】
従来、内部抵抗、放電電圧、開回路電圧などが劣化状態や充電状態などの電池状態の判断材料として用いられてきており、これらの用途に適した電池状態の指標として用いられる。例えば、エンジン始動時の電圧や直流内部抵抗をあらかじめ測定したデータマップと比較して電池状態を算出する技術が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、劣化判定では、単位電気量放電あたりの開回路電圧の変化量で劣化度合いを規定し寿命を判定する技術や満充電状態での開回路電圧から劣化度合いを規定しＩＳＳ判定に利用する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
劣化電池の劣化度合い（劣化状態）を表す指標として、上述の単位電気量放電あたりの開回路電圧の変化量、満充電状態での開回路電圧がしばしば用いられる。また、最近では、（満充電容量／初期満充電容量）×１００％で定義されるＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）というパラメータが、劣化状態を表す指標として定着してきている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−６３８３０号公報
【特許文献２】特開２００３−０２８９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際に各種劣化モードでの劣化電池を調査すると、これらの量が同じであっても放電特性が大きく異なる電池が多く、劣化電池の劣化度合いを一意に定義することが難しい。例えば、鉛電池の開回路電圧（ＯＣＶ）による劣化度合いの検出を例にとると、硫酸鉛化で劣化した電池では、粗大化した硫酸鉛が放電状態のまま充電されずＯＣＶが大きい領域は利用できなくなり、泥状化で劣化した電池では、脱落した活物質が充電状態のまま放電されずＯＣＶが小さい領域が利用できなくなる。
【０００７】
本発明は上記事案に鑑み、電池が種々のモードで劣化していても、電池の劣化状態を一意に定義可能な電池状態検出装置を提供することを課題とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、電池の状態を検出する電池状態検出装置において、満充電状態での前記電池のＳＯＨの減少量を算出する第１のＳＯＨ減少量算出手段と、高率放電による前記電池の電圧が所定値以下のときの前記電池のＳＯＨの減少量を算出する第２のＳＯＨ減少量算出手段と、前記第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出されたＳＯＨの減少量の双方から前記電池のＳＯＨの値を算出するＳＯＨ算出手段と、を備える。
【０００９】
本発明では、第１のＳＯＨ減少量算出手段により、満充電状態での電池のＳＯＨの減少量が算出され、第２のＳＯＨ減少量算出手段により、高率放電による電池の電圧が所定値以下のときの電池のＳＯＨの減少量が算出され、ＳＯＨ算出手段により、第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出されたＳＯＨの減少量の双方から電池のＳＯＨの値が算出される。本発明によれば、満充電状態での電池のＳＯＨの減少量と高率放電による電池のＳＯＨの減少量とをそれぞれ別の第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出するので、電池の劣化モードに応じて電池のＳＯＨの減少量を精度よく算出することができ、ＳＯＨ算出手段により第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出したＳＯＨの減少量の双方のから電池のＳＯＨの値を算出するので、一意に電池のＳＯＨの真値に近いＳＯＨの値を算出することができる。
【００１０】
本発明において、第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段は、電池の開回路電圧、内部抵抗又は放電電圧からＳＯＨの減少量を算出するようにしてもよい。このとき、第１のＳＯＨ減少量算出手段は、電池の満充電状態での開回路電圧から前記ＳＯＨの減少量を算出し、第２のＳＯＨ減少量算出手段は、電池の内部抵抗の増大値から前記ＳＯＨの減少量を算出するようにしてもよい。また、ＳＯＨ算出手段で算出された異なる時刻における複数のＳＯＨの値から電池の余命を算出する余命算出手段を更に備えるようにしてもよい。このとき、余命算出手段は、電池の劣化状態の進行速度から電池の余命を算出することが好ましい。更に、非満充電状態での電池のＳＯＣの値を算出するＳＯＣ算出手段と、ＳＯＣ算出手段で算出されたＳＯＣの値、第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出された電池のＳＯＨの減少量及びＳＯＨ算出手段で算出されたＳＯＨに基づいて電池の充電状態を算出する充電状態算出手段と、を更に備えるようにしてもよい。このとき、ＳＯＣ算出手段は、電池の開回路電圧、内部抵抗又は放電電圧から非満充電状態での電池のＳＯＣの値を算出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、満充電状態での電池のＳＯＨの減少量と高率放電による電池のＳＯＨの減少量とをそれぞれ別の第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出するので、電池の劣化モードに応じて電池のＳＯＨの減少量を精度よく算出することができ、ＳＯＨ算出手段により第１及び第２のＳＯＨ減少量算出手段で算出したＳＯＨの減少量の双方のから電池のＳＯＨの値を算出するので、一意に電池のＳＯＨの真値に近いＳＯＨの値を算出することができる、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】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を車両用鉛電池７５Ｄ２６の電池状態を検出する電池状態検出装置に適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
（構成）
図２に示すように、本実施形態の電池状態検出装置１１は、鉛電池１（７５Ｄ２６）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の劣化状態（ＳＯＨ）、充電状態（ＳＯＣ）、余命等の電池状態を演算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の電槽中央部の隔壁にはセンサ挿入孔が形成されており、センサ挿入孔にはサーミスタ等の温度センサ７が挿入され接着剤で固定されている。
【００１４】
マイコン８は、中央演算処理装置として機能するＣＰＵ、電池状態検出装置１１の基本制御プログラムや後述するマップ等のデータを記憶した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。
【００１５】
鉛電池１の正極端子は、電流センサ６を介して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。
【００１６】
電流センサ６の出力端子はマイコン８に内蔵されたＡ／Ｄコンバータに接続されており、電流センサ６から出力されたホール電圧はＡ／Ｄコンバータでデジタル値に変換され、マイコン８は鉛電池１に流れる電流をデジタル値として取り込むことができる。また、鉛電池１の両極端子はマイコン８に内蔵された他の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。更に、温度センサ７の出力端子は別の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の温度をデジタル値で取り込むことができる。なお、電池状態検出装置１１は、このような配線を含んで構成されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
（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出装置１１の動作について、マイコン８のＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）を主体として説明する。なお、ＣＰＵは、マイコン８に電源が投入されると、鉛電池１のＳＯＣ等の電池状態を演算する電池状態演算ルーチンを実行する。
【００２０】
図３に示すように、電池状態演算ルーチンでは、まず、ステップ１００において、電流センサ６に流れる電流が所定値（例えば、０．０５Ａ）以上か否かを判断することで、ＩＧＮスイッチ９の中央端子がＯＮ／ＡＣＣ端子又はＳＴＡＲＴ端子に接続されたか否かを判定する。
【００２１】
ステップ１００での判断が否定のときは、すなわち、ＩＧＮスイッチ９の中央端子がＯＦＦ端子に接続されている（イグニッションがオフ状態となっている）ときは、ステップ２０２において、イグニッションがオフ状態となってから６時間が経過したか否かを判断する。なお、イグニッションがオフ状態となったか否かの判断は、上記と同様に、電流センサ６に流れる電流が所定値未満となったときに、イグニッションがオフ状態となったとみなせばよく、この時刻からＣＰＵの内部時計による時間カウントを開始することで判断することができる。
【００２２】
ステップ２０２で否定判断のときは、ステップ１００へ戻り、肯定判断のときは、次のステップ２０４で、鉛電池１の開回路電圧（ＯＣＶ）を取り込む。従って、鉛電池１のＯＣＶは、イグニッションがオフ状態となってから６時間毎に測定される。次のステップ２０６では、測定したＯＣＶにより鉛電池１が満充電状態か否かを判断する。このような判断は、例えば、下表１に示す、鉛電池１の新品状態での充電状態（ＳＯＣ）とＯＣＶとの７５Ｄ２６用関係マップ（ＳＯＣ（ＯＣＶ）マップ）を、後述する鉛電池１の劣化状態（ＳＯＨ）に応じて補正して使用することで、適正に行うことができる。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
ステップ２０６で肯定判断のときは、鉛電池１は満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）であり、次のステップ２１０で、下表２のＳＯＨ（ＯＣＶ）マップを利用して、ΔＳＯＨ１＝１００％−ＳＯＨ（ＯＣＶ）により、満充電状態での鉛電池１のＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ１を演算してＲＡＭに記憶する。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
次のステップ２１２では、ＲＡＭから後述する鉛電池１のＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２（ステップ３１２参照）を読み出して、ＳＯＨ＝１００％−（ΔＳＯＨ１＋ΔＳＯＨ２）により（以下、この数式を式１という。）、満充電状態での鉛電池１のＳＯＨを演算する。なお、電池状態演算ルーチンの初期設定処理（不図示）において、ＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２の初期値＝０がＲＯＭからＲＡＭに展開されており、ステップ２１２では、後述するステップ３１２でＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２が演算されるまでは、ＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２を０として、すなわち、ＳＯＨ＝１００％−ΔＳＯＨ１により、鉛電池１のＳＯＨが演算される。次いで、ステップ２１４では、ステップ２１２で演算したＳＯＨと現在の時刻とをＲＡＭに記憶してステップ１０２へ進む。
【００２７】
ステップ２０６で否定判断のときは、ステップ２１６において、上述したＳＯＣ（ＯＣＶ）マップを用いて、ステップ２０４で測定した鉛電池１のＯＣＶから鉛電池１の開回路電圧による充電状態ＳＯＣ１を演算する。次のステップ２１８では、鉛電池１のＳＯＣを、ＳＯＣ＝１００％×｛１００％−（ＳＯＣ１＋ＳＯＨ２）｝／ＳＯＨにより（以下、この数式を式２という。）演算しＲＡＭに記憶して、ステップ１０２へ進む。なお、ステップ２１８では、ステップ２１２と同様に、後述するステップ３１２でＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２が演算されるまでは、ＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２を０として演算する。
【００２８】
一方、ステップ１００で判断が肯定のときは、すなわち、ＩＧＮスイッチ９の中央端子がＯＮ／ＡＣＣ端子又はＳＴＡＲＴ端子に接続されている（イグニッションがオン状態となっている）ときは、ステップ３０２で鉛電池１の放電電圧Ｅを測定してＲＡＭに記憶し、次のステップ３０４において、鉛電池１が満充電か否かを判断する。このステップ３０４では、例えば、過去３０分の放電電圧Ｅが９０％以上の割合で１３．８Ｖ以上の幅２００ｍＶの範囲に入る場合に満充電と判断し、そうでない場合に非満充電と判断すればよい。
【００２９】
ステップ３０４で肯定判断のときは、ステップ１００に戻り、否定判断のときは、次のステップ３０６において、電流センサ６から出力されたホール電圧を監視することにより、ＩＧＮスイッチ９がＳＴＡＲＴ端子に接続されたか否かを判断する。
【００３０】
図６は、エンジン始動時の鉛電池１（電流センサ６）に流れる電流を模式的に示したものである。エンジン始動時の鉛電池１の電流波形は、ＩＧＮスイッチ９がＳＴＡＲＴ位置に位置したエンジン始動電流通電開始時（時刻ｔｓ）の後、スタータ３への急激な１段目のパルス放電が行われ、電流波形は急激な立下りとなり約５０ｍｓ経過後にピークが現れる（時刻ｔｐ）。その後、減衰する数回の増減を経てエンジン始動が完了する。電流波形は、エンジン４の構造、エンジン４とスタータ３とを繋ぐクラッチの摩擦等に影響されるが、概ね図６に示すような波形となる。従って、ステップ３０６では、所定値以上の大電流が流れたか否かを判断することで、ＩＧＮスイッチ９がＳＴＡＲＴ端子に接続されたか否かを判断することができる。
【００３１】
ステップ３０６で否定判断のときは、ステップ１００に戻り、肯定判断のときは、ステップ３０８で鉛電池１の温度Ｔ及びピーク電圧Ｖｐ（図６における時刻ｔｐでの鉛電池１の放電電圧）を測定する。
【００３２】
次にステップ３１０では、ピーク電圧Ｖｐが８Ｖ以下か否かを判断し、否定判断のときは、ステップ１００に戻り、肯定判断のときは、次のステップ３１２において、図１に示すようなＳＯＨ２（温度Ｔ、ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）マップに当てはめて、ＯＣＶが低い領域での鉛電池１のＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２を、ΔＳＯＨ２＝１００％−ＳＯＨ２（温度Ｔ、ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）により演算する。
【００３３】
放電電圧は電流に依存するが、エンジン始動時の電流と鉛電池の型式は対応するので、その型式の鉛電池が搭載される車両のエンジン始動電流を予め調べておき、その電流でのＳＯＨ（温度Ｔ、ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）マップを使用する。図１は、７５Ｄ２６での２５°ＣにおけるＳＯＨ（ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）マップを例示したものであるが、鉛電池１ではＶｐ＞８ＶのデータでＳＯＨとの相関が低いため、Ｖｐ≦８Ｖのデータを選んでＳＯＨ（ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）マップに当てはめる必要がある。また、一般に電池状態は温度に依存するため、所定温度毎（例えば、１０°Ｃ毎）に複数のＳＯＨ（ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）マップをＲＯＭからＲＡＭに展開しておき、ステップ３０８で測定した温度Ｔに近い２つのＳＯＨ（ＯＣＶ）マップを按分計算（補正）することで、ピーク電圧Ｖｐにおける鉛電池１のＯＣＶを演算することが好ましい。
【００３４】
次のステップ３１４では、鉛電池１のＳＯＨを演算する。鉛電池１のＳＯＨの合計減少量ΔＳＯＨは（ΔＳＯＨ１＋ΔＳＯＨ２）であり、ＳＯＨは上述した式１により演算することができる。次いで、ステップ３１６で、ステップ３１６で演算したＳＯＨと現在の時刻とをＲＡＭに記憶し、ステップ３１８で、式２により鉛電池１のＳＯＣを演算しＲＡＭに記憶して、ステップ１０２へ進む。
【００３５】
ステップ１０２では、初期設定処理での初期値による演算結果を排除するため、満充電状態での鉛電池１のＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ１と高率放電時の低いＯＣＶでの鉛電池１のＳＯＨの減少量ΔＳＯＨ２との双方を演算し、かつ、今回、前回、前々回のＳＯＨを演算したか否かを判断する。否定判断のときは、ステップ１００に戻り、肯定判断のときは、次のステップ１０６で鉛電池１の余命を演算する。
【００３６】
鉛電池１で泥状化だけの劣化が進行している場合は、図１に示すように、劣化による変化は満充電状態等のＯＣＶが大きい領域では小さく、ＯＣＶは大きく変わらないので、ＳＯＨの経時変化から鉛電池１の余命の算出ができる。本実施形態では、ステップ１０６で、余命＝前回ＳＯＨ×｛前回ＳＯＨ演算時刻−前々回ＳＯＨ演算時刻）／（前々回ＳＯＨ−前回ＳＯＨ）−（今回ＳＯＨ演算時刻−前回ＳＯＨ演算時刻）により（以下、この数式を式３という。）、過去２回以上のＳＯＨ演算結果と時刻との関係をＳＯＨ＝０まで外挿して、現在からＳＯＨ＝０となるまでの時間を鉛電池１の余命とした。換言すれば、本実施形態では、鉛電池１の劣化状態の進行速度から鉛電池１の余名を演算（算出）している。
【００３７】
次のステップ１０８では、鉛電池１の最新のＳＯＣ、ＳＯＨ、及び、ステップ１０６で演算した余命を、インターフェースを介して車両側マイコン１０に出力してステップ１００に戻る。車両側マイコン１０は、マイコン８から報知されたＳＯＣ等を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、インストールメントパネルには文字又はグラフ等で鉛電池１の電池状態が表示される。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鉛電池１の電池状態を把握することができる。
【００３８】
（作用等）
次に、本実施形態の電池状態検出装置１１の作用、効果等について説明する。
【００３９】
上述したように、鉛電池は一般に、硫酸鉛化による劣化モードでは粗大化した硫酸鉛が放電状態のまま充電されずＯＣＶが大きい領域は利用できなくなり、泥状化による劣化モードでは活物質が脱落して脱落した活物質が充電状態のまま放電されずＯＣＶが小さい領域が利用できなくなる。本実施形態の電池状態検出装置１１では、このように利用できなくなる鉛電池１のＯＣＶ領域を、高ＯＣＶ側と低ＯＣＶ側とに分け、高ＯＣＶ側のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ１及び低ＯＣＶ側のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ２について、それぞれに有効な（精度よく演算できる）演算方法を用いて演算し、かつ、鉛電池１のＳＯＨを式１に示したように、ΔＳＯＨ１及びΔＳＯＨ２の両者を用いて演算しているので、鉛電池１のＳＯＨの真値に近いＳＯＨを演算することができる。
【００４０】
すなわち、高ＯＣＶ側では、満充電状態による高ＯＣＶ領域で、大きな電気量の入出がないうちに鉛電池１の安定したＯＣＶを測定して（ステップ２０４）、ＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ１を演算している（ステップ２１０）。また、低ＯＣＶ側では、高率放電による低いＯＣＶ領域で、ステップ３１０で示したように、エンジン始動時のピーク電圧Ｖｐが８Ｖ以下のときに（高率放電による電池の電圧が所定値以下のときに）、図１に示したＳＯＨ（温度Ｔ、ピーク電圧Ｖｐ、ＯＣＶ）マップに当てはめて、ＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ２を演算している（ステップ３１２）。そして、式１により、ΔＳＯＨ１、ΔＳＯＨ２の両者を用いて鉛電池１のＳＯＨを演算しているので（ステップ２１２、３１４）、一意に（高ＯＣＶ側及び低ＯＣＶ側に拘わらず精度の高い）、鉛電池１のＳＯＨを演算することができる。
【００４１】
また、本実施形態の電池状態検出装置１１では、式３に示したように、異なる時刻における複数のＳＯＨにより、鉛電池１の劣化状態の進行速度から鉛電池１の余命を演算しており（ステップ１０６）、上記の通り鉛電池１のＳＯＨの精度が高いので、鉛電池１の真値に近い余命を演算することができる。更に、本実施形態の電池状態検出装置１１では、鉛電池１の非満充電状態でのＳＯＣ１を演算し（ステップ２１６）、式２により、鉛電池１のＳＯＣを演算したので（ステップ２１８、３１８）、劣化状態を考慮した精度の高い鉛電池１のＳＯＣを演算することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、ステップ２１０で、満充電（ＳＯＣ＝１００％）において鉛電池１のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、高ＯＣＶ側で大きな電気量の入出がないうちに鉛電池１の安定したＯＣＶを測定してＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ１を演算するようにしてもよい。従って、本発明の「満充電状態」は、満充電及び満充電近傍を意味する。
【００４３】
また、本実施形態では、鉛電池１が車両用電池であることを考慮して、エンジンスタート時のピーク電圧Ｖｐを測定する例を示したが（ステップ３０８）、本発明はこれに限定されず、エアコン等の補機５の使用時に鉛電池１の電圧を測定して鉛電池１のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ２を演算するようにしてもよい。
【００４４】
更に、本実施形態では、鉛電池１に７５Ｄ２６を例示し、そのピーク電圧Ｖｐが８Ｖ以下のときにΔＳＯＨ２を演算する例を示したが、本発明は鉛電池の型式や例示したピーク電圧Ｖｐに限定されず、いわゆる当業者が適用する電池の特性に応じて適宜変更可能なことは云うまでもない。
【００４５】
また、本実施形態では、開回路電圧（ＯＣＶ）及びピーク電圧Ｖｐ（放電電圧）を測定して、ＯＣＶの低下によりΔＳＯＨ１及びΔＳＯＨ２を演算する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、鉛電池１の内部抵抗の増加（増大値）からΔＳＯＨ１やΔＳＯＨ２を演算するようにしてもよい。例えば、鉛電池１の内部抵抗の増加からΔＳＯＨ２を演算するには、電池状態検出装置１１は電流センサ６を有しているので、ステップ３０８でピーク電圧Ｖｐの他にピーク電流Ｉｐ（図６における時刻ｔｐでの鉛電池１の放電電流）等を測定しておき、ステップ３１２で、（内部抵抗の増加）＝（エンジン始動前放電電圧−ピーク電圧Ｖｐ）／（エンジン始動前電流−ピーク電流Ｉｐ）を演算し、内部抵抗のマップに当てはめればよい。
【００４６】
更に、本実施形態では、ΔＳＯＨ１、ΔＳＯＨ２、ＳＯＨ、ＳＯＣ、余命等の演算をマイコン８で実行する例を示したが、車両側マイコン１０でこれらの演算をするようにしてもよい。この場合に、マイコン８は、鉛電池１のＯＣＶの測定（ステップ２０４）、電圧Ｅの測定（ステップ３０４）、鉛電池Ｔ、ピーク電圧Ｖｐの測定（ステップ３０８）等を行い、車両側マイコン１０のスレーブ（奴隷）マイコンとして機能することとなるが、一般に車両側マイコン１０にはマイコン８より処理能力の高いマイコンが使用されているので、マイコン８の負荷を低減し、全体として演算時間を短縮することができるという利点がある。
【実施例】
【００４７】
次に、上記実施形態に従って作製した電池状態検出装置の実施例について説明する。なお、比較のために作製した電池状態検出装置についても併記する。実施例及び比較例の電池状態検出装置は、マイコン８をノートパソコンに接続した点で、マイコン８を車両側マイコン１０と接続した上記実施形態と構成が異なっている。従って、ＳＯＣ、ＳＯＨ、余命はノートパソコンに出力され（図３のステップ１０８参照）、出力されたデータは、ノートパソコンのディスプレイに表示されると共に、ノートパソコンのメモリに記憶される。
【００４８】
（実施例１）
実施例１の電池状態検出装置では、ＣＰＵに、図３に示した電池状態演算ルーチンを実行させた。
【００４９】
（比較例１）
比較例１の電池状態検出装置では、ＣＰＵに、図４に示す電池状態演算ルーチンを実行させた。この電池状態演算ルーチンは、図３の３００番台のステップ（ステップ３０２〜ステップ３１８）を欠く点で、実施例１の電池状態演算ルーチンとは異なっている。換言すれば、比較例１の電池状態検出装置は、鉛電池のＳＯＨの算出の際に、高ＯＣＶ側のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ１のみ利用し（満充電状態のＯＣＶから鉛電池のＳＯＨを演算し）、低ＯＣＶ側のＳＯＨ減少量ΔＳＯＨ２は利用しないものである。
【００５０】
（比較例２）
比較例２の電池状態検出装置では、ＣＰＵに、図５に示す電池状態演算ルーチンを実行させた。この電池状態演算ルーチンは、図３のステップ３１０を欠く点で、実施例１の電池状態演算ルーチンとは異なっている。
【００５１】
（試験）
東京の普通自動車のタクシーで１年間に５万ｋｍ使われた鉛電池７５Ｄ２６を３つ選び、ＳＯＣ、ＳＯＨ、余命の真値を求めた。すなわち、まず、各鉛電池を１１Ａで１０．５Ｖまで放電し残容量の真値を測定した。その後最大電流２０Ａで１４Ｖ定電圧充電を行い１４Ｖになってから２０分で充電を止め、再び１１Ａで１０．５Ｖまで放電し満充電容量を測定した。残容量の真値と満充電容量の値を用い、ＳＯＣの真値＝１００％×残容量／満充電容量、ＳＯＨの真値＝１００％×満充電容量／初期満充電容量を演算した。以上の試験後、鉛電池を元の車両に再登載し、エンジン始動不能になるまで従来通りのタクシー業務で使用を続けた。この再登載からエンジン始動不能になるまで時間を鉛電池の余命の実測値（真値）とした。
【００５２】
表３に、ノートパソコンに最初に表示された鉛電池７５Ｄ２６のＳＯＣ（％）、ＳＯＨ（％）、余命（日数）のパソコン８による演算結果、それらの真値及び真値からのずれ（％）を示す。
【００５３】
【表３】
2005259624.tif 000005
【００５４】
実施例１の電池状態検出装置によるノートパソコンのディスプレイへの表示値は、真値とほぼ一致していた。比較例１、２の電池状態検出装置は、実施例１の電池状態検出装置より、ＳＯＣ、ＳＯＨ、余命のいずれも真値からのずれが大きかった。従って、実施例１の電池状態検出装置が優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、電池が種々のモードで劣化していても、電池の劣化状態を一意に定義可能な電池状態検出装置に係り、電池状態検出装置の製造、販売に寄与するため、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】７５Ｄ２６鉛電池の２５°Ｃにおける種々のＳＯＨでの放電電圧と開回路電圧との関係を示すＳＯＨマップの説明図である。
【図２】本発明を適用した実施形態の電池状態検出装置の概略ブロック図である。
【図３】実施形態の電池状態検出装置のＣＰＵが実行する電池状態演算ルーチンのフローチャートである。
【図４】比較例１の電池状態検出装置のＣＰＵが実行する電池状態演算ルーチンのフローチャートである。
【図５】比較例２の電池状態検出装置のＣＰＵが実行する電池状態演算ルーチンのフローチャートである。
【図６】エンジン始動時の鉛電池に流れる電流の波形を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  鉛電池（電池）
８  マイコン
１１  電池状態検出装置
【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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