(57)【要約】【課題】バッテリ劣化判定装置が、バッテリの内部抵抗によりバッテリの劣化を適正に判定する。【解決手段】内部抵抗算出手段１ｂは、エンジン始動時のバッテリ２の電圧振れ幅と電流振れ幅とからバッテリ２の実内部抵抗を算出する。そして、バッテリ劣化判定手段１ｄは、算出した実内部抵抗と内部抵抗記憶手段１ｃにあらかじめ記憶されているバッテリ２の電力が正常とされる判定用内部抵抗とによって、バッテリ２の劣化を判定する。【選択図】図１
2007216707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定装置において、
エンジン始動時の前記バッテリの電圧振れ幅を検出する電圧検出手段と、
エンジン始動時の前記バッテリの電流振れ幅を検出する電流検出手段と、
前記電圧振れ幅と前記電流振れ幅とから前記バッテリの実内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、
前記バッテリが正常とされる判定用内部抵抗が記憶された内部抵抗記憶手段と、
前記実内部抵抗と前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定手段と、
を有することを特徴とするバッテリ劣化判定装置。
【請求項２】
前記エンジン始動時の温度を検出する温度検出手段をさらに有し、
前記バッテリ劣化判定手段は、前記実内部抵抗と前記温度に対応する前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする請求項１記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項３】
前記エンジン始動時に前記バッテリの内部状態が安定しているか否かを判断する安定判断手段と、
前記安定判断手段によって前記バッテリの内部状態が安定していないと判断された場合、前記バッテリの安定化処理を実行する安定化手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項４】
前記安定判断手段は、エンジンを停止してから経過した時間が所定時間を超えているか否かによって、前記バッテリが安定しているか否か判断することを特徴とする請求項３記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項５】
前記安定判断手段は、エンジン停止後に前記バッテリの所定放電があった場合には、前記所定放電から経過した時間が所定時間を超えているか否かによって、前記バッテリが安定しているか否か判断することを特徴とする請求項４記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項６】
前記安定判断手段は、前記所定時間を、エンジンを停止したときの前記バッテリの出力電圧によって決定することを特徴とする請求項４記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項７】
前記安定判断手段は、前記所定時間を、エンジンを停止したときの前記バッテリの温度によって補正することを特徴とする請求項４記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項８】
前記安定化手段は、前記バッテリの放電電流を所定値以下になるようにオルタネータを制御し、前記バッテリの内部状態を安定させることを特徴とする請求項３記載のバッテリ劣化判定装置。
【請求項９】
車両のバッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定方法において、
電圧検出手段が、エンジン始動時の前記バッテリの電圧振れ幅を検出するステップと、
電流検出手段が、エンジン始動時の前記バッテリの電流振れ幅を検出するステップと、
内部抵抗算出手段が、前記電圧振れ幅と前記電流振れ幅とから前記バッテリの実内部抵抗を算出するステップと、
内部抵抗記憶手段が、前記バッテリが正常とされる判定用内部抵抗を記憶するステップと、
バッテリ劣化判定手段が、前記実内部抵抗と前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定するステップと、
を含むことを特徴とするバッテリ劣化判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ劣化判定装置、およびバッテリ劣化判定方法に関し、特に車両のバッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定装置、およびバッテリ劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速な自動車普及に伴って自動車の快適性・安全性・利便性の向上に対するニーズが高まっている。そのため、自動車に取り付けられるエアコンやナビゲーションなどの車載電装品が急増している。それによって、バッテリの負荷が増大し、バッテリの劣化やバッテリ上がりが懸念されている。
【０００３】
そこで、従来、エンジン始動時のバッテリ電圧の落ち幅によってバッテリ劣化判定を行うバッテリ劣化判定装置がある。また、従来、電流量積算手段がバッテリ残容量が第１の値に設定されてから第２の値になるまでの間にバッテリの出力電流および回生電流を積算し、劣化判定手段がこの積算値があらかじめ設定された劣化判定値以下である場合に、前記バッテリが劣化しているか判断するバッテリ劣化判断装置がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３５４５２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、バッテリの電力が供給される部品、装置などに異常や故障があると、大幅な電圧降下が生じる場合があるため、バッテリ電圧の落ち幅によってバッテリ劣化を判定すると、バッテリの劣化判定を誤ってしまうおそれがあるという問題があった。
【０００５】
たとえば、スタータにかみ込みが発生し、大幅な電圧降下が発生すると、バッテリが正常であるにもかかわらずバッテリが劣化していると判定してしまう場合がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バッテリの内部抵抗によりバッテリの劣化を適正に判定するバッテリ劣化判定装置、およびバッテリ劣化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】
【０００６】
本発明では上記問題を解決するために、エンジン始動時の前記バッテリの電圧振れ幅を検出する電圧検出手段と、エンジン始動時の前記バッテリの電流振れ幅を検出する電流検出手段と、前記電圧振れ幅と前記電流振れ幅とから前記バッテリの実内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、前記バッテリが正常とされる判定用内部抵抗が記憶された内部抵抗記憶手段と、前記実内部抵抗と前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定手段とを有することを特徴とするバッテリ劣化判定装置が提供される。
【０００７】
このようなバッテリ劣化判定装置によれば、エンジン始動時のバッテリの電圧振れ幅と電流振れ幅とからバッテリの実内部抵抗を算出する。そして、算出した実内部抵抗と内部抵抗記憶手段にあらかじめ記憶されているバッテリの電力が正常とされる判定用内部抵抗とによって、バッテリの劣化を判定する。これにより、バッテリの電力が供給される部品、装置などに異常があってもバッテリの内部抵抗は影響されることがないので、バッテリの劣化判定を適正に行える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のバッテリ劣化判定装置によれば、エンジン始動時のバッテリの電圧振れ幅と電流振れ幅とからバッテリの実内部抵抗を算出する。そして、算出した実内部抵抗と内部抵抗記憶手段にあらかじめ記憶されているバッテリが正常とされる判定用内部抵抗とによって、バッテリの劣化を判定するようにした。
【０００９】
このように、バッテリの内部抵抗を算出し、バッテリの劣化を判定するので、バッテリの電力が供給される部品、装置などに異常があっても影響されることなく、適正にバッテリの劣化判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本実施の形態に適用される発明の概念図である。図１に示すように、バッテリ劣化判定装置１とバッテリ２とが接続されている。バッテリ劣化判定装置１は、電圧・電流検出手段１ａ、内部抵抗算出手段１ｂ、内部抵抗記憶手段１ｃ、およびバッテリ劣化判定手段１ｄを備えている。なお、本実施の形態では電圧・電流検出手段１ａが一体型であるが、電圧検出手段と、電流検出手段が別々であってもよい。また、バッテリ劣化判定装置は、エンジン制御装置や電源制御装置などの他の制御装置と一体型であってもよい。
【００１１】
電圧・電流検出手段１ａは、バッテリ２が出力する電圧の振れ幅の最大値である電圧振れ幅と電流の振れ幅の最大値である電流振れ幅を検出する。内部抵抗算出手段１ｂは、電圧・電流検出手段１ａが検出した電圧振れ幅と電流振れ幅からバッテリの内部抵抗を算出する。内部抵抗記憶手段１ｃは、バッテリ２が正常である場合、つまり劣化していない場合の内部抵抗が記憶されている。バッテリ劣化判定手段１ｄは、内部抵抗算出手段１ｂが算出した実内部抵抗と、内部抵抗記憶手段１ｃに記憶されている判定用内部抵抗とを比較し、バッテリ２が劣化しているか否かを判定する。
【００１２】
このように、電圧振れ幅と電流振れ幅の両方を検出し、実内部抵抗を算出し、判定用内部抵抗と比較する。バッテリ２が劣化すると、バッテリ２の内部抵抗の値が増大することが知られており、バッテリ２の電力が供給される部品、装置などに異常があっても影響されることなく、適正に劣化判定することができる。
【００１３】
次に、本発明のバッテリ劣化判定装置をマスタＥＣＵに適用した場合の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本実施の形態に係るシステム構成例を示す図である。図２に示すとおり、マスタＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、バッテリ２００、オルタネータ（ＡＬＴ）３００、およびスタータ（ＳＴＴ）４００のセンサ値がバス５００を介して接続されている。また、マスタＥＣＵ１００には、報知部６００が接続されている。
【００１４】
マスタＥＣＵ１００は、スタータ４００始動直前のバッテリ２００の出力電圧である始動直前電圧と、スタータ４００始動時のバッテリ２００の最低出力電圧である始動時最低電圧を検出する。また、スタータ４００始動直前のバッテリ２００の電流量である始動直前電流量と、スタータ４００始動時のバッテリ２００の最大放電電流量である始動時最大電流量を検出する。また、そのときバッテリ２００の電解液であるバッテリ液の液温（以下、バッテリ液温度という。）を検出する。
【００１５】
そして、始動時直前電圧と始動時最低電圧から、スタータ４００を始動したときに振れた電圧の振れ幅の最大値である電圧振れ幅と、始動直前電流量と始動時最大電流量から、スタータ４００を始動したときに振れた電流の振れ幅の最大値である電流振れ幅とを得て、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出する。
【００１６】
また、マスタＥＣＵ１００は、バッテリ２００が正常である場合の電流振れ幅と電圧振れ幅の比（以下、理論比という。）を、バッテリ液温度ごとに記憶した記憶装置を有している。マスタＥＣＵ１００は、スタータ４００を始動したときに取得したバッテリ液温度に対応する理論比を記憶装置から取得し、スタータ４００を始動したときに算出したバッテリ２００の電流振れ幅と電圧振れ幅の比と比較してバッテリ２００の劣化判定を行う。そして、バッテリ２００が劣化していると判定した場合には、報知部６００を用いて報知する。
【００１７】
バッテリ２００は、自動車に搭載されている電装品に電力を供給する。また、バッテリ２００には、出力電圧を計る電圧計２１０、電流量を計る電流計２２０、およびバッテリ液温度を計る液温計２３０が接続されている。
【００１８】
オルタネータ３００は、自動車のエンジン駆動中にバッテリ２００に対して電力を供給して充電する。また、バッテリ２００以外にも車内のコンピュータや燃料噴射インジェクタなどの補機へも電力を供給する。スタータ４００は、バッテリ２００から電力を受け、自動車のエンジンを始動する。
【００１９】
図３は、本実施の形態に用いるマスタＥＣＵのハードウェア構成例を示す図である。図３に示すように、マスタＥＣＵ１００は、マイクロコンピュータ（マイコン）１０１、Ｉ／Ｆ（InterFace）１０２、およびバス１０３を備えており、Ｉ／Ｆ１０２を介して、たとえば外部のバス５００と接続されている。
【００２０】
マイコン１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１ｂ、およびＲＡＭ（Random Access Memory）１０１ｃを有している。マスタＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１ａによって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１ａには、マイコン１０１の内部のバス１０１ｄを介してＲＯＭ１０１ｂおよびＲＡＭ１０１ｃが接続されている。
【００２１】
ＲＡＭ１０１ｃには、ＣＰＵ１０１ａに実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０１ｃには、ＣＰＵ１０１ａによる処理に必要な各種データが保存される。ＲＯＭ１０１ｂには、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。
【００２２】
なお、マスタＥＣＵ１００のハードウェアは、図３に示した構成に限るものではない。たとえば、バス１０３にＲＯＭを接続し、このＲＯＭにＯＳやアプリケーションプログラムを格納するようにしてもよい。また、バス１０３にＲＡＭを接続し、このＲＡＭにデータを一時的に保持するようにしてもよい。以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
【００２３】
次に、マスタＥＣＵ１００が有する処理機能について説明する。
図４は、本実施の形態のマスタＥＣＵの処理機能を示す図である。図４に示すように、マスタＥＣＵ１００は、バッテリ状態検出部１１０、カウンタ１２０、所定時間決定部１３０、時間比較部１４０、バッテリ劣化判定部１５０、および理論比記憶部１６０を有している。また、マスタＥＣＵ１００には、報知部６００が接続されている。
【００２４】
バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００に接続されている電圧計２１０、電流計２２０、および液温計２３０から電圧値、電流値、およびバッテリ液温度を検出する。検出した情報は、バッテリ２００が劣化しているか否かの判定に用いられる。バッテリ２００は、劣化すると内部抵抗が増加することが知られている。（電圧値）＝（電流値）×（抵抗値）なので、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を求め、理論比記憶部１６０に記憶されている理論比と比較をすることによってバッテリ２００が劣化しているか否かを判定することができる。
【００２５】
カウンタ１２０は、バッテリ２００の内部状態が安定したか否かを判断するための経過時間を計測するためのカウントを行う。また、カウンタ１２０は、バッテリ状態検出部１１０からのクリア信号を受けてクリアされる。カウンタ１２０は、不図示のエンジンに備えられているＥＣＵからエンジンが停止したことを通知するエンジン停止信号を受けるとカウンタ１２０がクリアされる。つまり、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときからの時間経過によってバッテリ２００の内部状態が安定しているかを判断するために、カウンタ１２０で時間を計測する。
【００２６】
所定時間決定部１３０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があった後にバッテリ状態検出部１１０が検出したバッテリ液温度、およびバッテリ２００の電圧に基づいて所定時間を算出する。バッテリ２００の内部状態は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ２００が出力する出力電圧と、バッテリ液温度から決定できる。以下、所定時間を算出するときのバッテリ２００が出力する出力電圧と所定時間、およびバッテリ液温度と補正値の関係を示すグラフを用いて詳細に説明する。
【００２７】
図５は、バッテリの電圧と所定時間の関係を示す図である。図５に示すように、所定時間グラフ７００は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ２００の電圧に基づいて所定時間が一意に決まることを示している。また、電圧が高くなると急激に所定時間が長くなる。つまり、バッテリ２００の内部状態が安定するまでに時間がかかることを示している。所定時間グラフ７００は、バッテリ液温度が２５〔℃〕のときのバッテリ２００の電圧と所定時間の関係を示したグラフである。バッテリ液温度が変化すると、バッテリ２００の内部状態が安定するまでの時間も変化する。そこで、エンジン停止後、もしくは所定放電があった後のバッテリ液温度によって、図５より取得した所定時間を補正する。
【００２８】
図６は、バッテリ液温度と補正値の関係を示す図である。図６に示すように、所定時間補正グラフ７１０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ液温度に基づいて補正値が一意に決まることを示している。たとえば、２５〔℃〕のときに補正値は１であり、図５で取得した所定時間を、そのままバッテリ２００の内部状態が安定するまでの時間として用いることができる。２５〔℃〕より温度が低い場合には、内部状態が安定するまでに要する時間は長くなるので、補正値は１より大きくなる。また、２５〔℃〕より高い場合には、内部状態は早く安定することができるので、補正値は１より小さくなる。
【００２９】
以上の所定時間グラフ７００と所定時間補正グラフ７１０から得られた値を乗算することによってバッテリ２００の内部状態が安定するまでの時間、つまり所定時間が決定される。
【００３０】
図４に戻り、本実施の形態のマスタＥＣＵ１００の処理機能の説明をする。
時間比較部１４０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってからの時間を算出する。また、所定時間決定部１３０が決定した所定時間と比較を行い、所定時間より時間が経過しているか否かを判断する。バッテリ劣化判定部１５０は、バッテリ状態検出部１１０からスタータ４００始動中の最低電圧と最大電流、および最低電圧と最大電流を出力したときのバッテリ液温度を取得する。また、スタータ４００始動前のバッテリ電圧と電流を取得する。そして、取得した電圧値と電流値から電圧振れ幅および電流振れ幅を算出し、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出する。理論比記憶部１６０は、バッテリ液温度に理論比を対応づけた理論比テーブルを記憶している。バッテリ劣化判定部１５０は、理論比記憶部１６０からバッテリ液温度に応じた理論比を読み出し、算出した比と比較することによってバッテリ２００が劣化しているか否かを判定する。バッテリ劣化判定部１５０は、バッテリが劣化していると判定すると報知部６００を用いて報知する。たとえば、自動車のパネルに備えられたバッテリ劣化を示す警告灯を点灯することによって、ユーザにバッテリ２００の劣化を報知する。
【００３１】
図７は、スタータを始動したときのバッテリの電圧と電流の変化の様子を示した図である。図７（Ａ）は、電圧の変化を示した波形であり、図７（Ｂ）は、電流の変化を示した波形である。電圧値は、スタータ４００を始動すると大きく変化し、徐々にスタータ４００始動前の電圧値に戻ることがわかる。そのスタータ４００が駆動しているときの電圧のうち、スタータ４００始動前との差が一番大きくなる電圧とスタータ４００始動前の電圧の差を電圧振れ幅とする。また、電流も同様に、スタータ４００が駆動しているときの電流のうち、スタータ４００始動前との差が一番大きくなる電流とスタータ４００始動前の電流の差を電流振れ幅とする。
【００３２】
図８は、バッテリ液温度と理論比の関係を示す図である。図８に示すように、液温理論比グラフ７２０は、バッテリ液温度と、バッテリ２００の電圧と電流の理論比の関係を示している。スタータ４００始動時のバッテリ液温度を、液温理論比グラフ７２０中に点線で示している。また、点線とグラフの交点に示す丸８２１は、スタータ４００始動時の理論比を示しており、点線上のもう１つの丸８２２は、バッテリ劣化判定部１５０が算出した電流振れ幅と電圧振れ幅の比の一例を示している。丸８２２は、丸８２１より比が小さいためバッテリが劣化していることを示している。
【００３３】
図９は、理論比記憶部に記憶されている理論比テーブルのデータ構造を示す図である。図９に示すとおり、理論比テーブル１６１には、バッテリ液温度と理論比の欄が設けられている。各欄の縦方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。バッテリ液温度の欄には、バッテリ液温度が設定されている。図９の例では、−４０から２０℃間隔で４０までが設定されている。また理論比の欄には、Ｘ１〜Ｘ５までの理論比が設定されている。Ｘ１〜Ｘ５の値は、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３＜Ｘ４＜Ｘ５である。
【００３４】
以上のような機能およびデータを有しているマスタＥＣＵ１００により、以下の処理が行われる。
図１０は、マスタＥＣＵによるバッテリ劣化判定処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。
【００３５】
〔ステップＳ１１〕バッテリ状態検出部１１０は、所定条件が成立しているか否か判断する。所定条件が成立している場合には、処理をステップＳ１２へ進め、成立していない場合には、処理をステップＳ２４へ進める。なお、所定条件とは、バッテリ２００の内部状態が安定しており、バッテリ２００の劣化判定を行えるときの条件である。所定条件については後述する。
【００３６】
〔ステップＳ１２〕バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００に接続されている電圧計２１０と電流計２２０からバッテリ２００の電圧値と電流値を検出する。
〔ステップＳ１３〕バッテリ状態検出部１１０は、スタータ４００が始動したか否かを判断する。スタータ４００が始動した場合には、処理をステップＳ１４へ進め、始動していない場合にはリターンする。
【００３７】
〔ステップＳ１４〕バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００の電圧値と電流値を検出する。
〔ステップＳ１５〕バッテリ状態検出部１１０は、上述ステップＳ１４で検出した電圧値が最低電圧か否かを判断する。最低電圧である場合には、処理をステップＳ１６へ進め、最低電圧でない場合には、処理をステップＳ１４へ進める。
【００３８】
〔ステップＳ１６〕バッテリ状態検出部１１０は、最低電圧と判断された電圧値を記憶する。
〔ステップＳ１７〕バッテリ状態検出部１１０は、上述ステップＳ１４で検出した電流値が最大電流か否かを判断する。最大電流である場合には、処理をステップＳ１８へ進め、最大電流でない場合には、処理をステップＳ１４へ進める。
【００３９】
〔ステップＳ１８〕バッテリ状態検出部１１０は、最大電流と判断された電流値を記憶する。
〔ステップＳ１９〕バッテリ状態検出部１１０は、最低電圧および最大電流と判断されたときのバッテリ液温度を液温計２３０から検出して記憶する。
【００４０】
〔ステップＳ２０〕バッテリ状態検出部１１０は、スタータ４００が止まったかどうかを判断する。スタータ４００が止まったと判断した場合には、処理をステップＳ２１へ進め、スタータ４００が止まっていないと判断した場合には、処理をステップＳ１４へ進める。
【００４１】
〔ステップＳ２１〕バッテリ状態検出部１１０は、上述ステップＳ１６およびステップＳ１８記憶したスタータ４００始動時の最低電圧値である始動時最低電圧の値と、スタータ４００始動時の最大電流値である始動時最大電流の値、および上述ステップＳ１２で取得し、記憶したスタータ４００が始動する直前の電圧値である始動直前電圧の値と、スタータ４００が始動する直前の電流値である始動直前電流の値をバッテリ劣化判定部１５０へ出力する。バッテリ劣化判定部１５０は、各電圧値と電流値を受け取ると、スタータ４００を始動したときの電圧値と電流値の振れ幅を算出する。つまり、始動直前電流の値と始動時最大電流の値の差である電流振れ幅、および始動直前電圧の値と始動時最低電圧の値の差である電圧振れ幅をそれぞれ算出する。そして、算出した電流振れ幅と電圧振れ幅の比を算出する。
【００４２】
〔ステップＳ２２〕バッテリ劣化判定部１５０は、バッテリ状態検出部１１０から取得したバッテリ液温度に応じて、理論比記憶部１６０から理論比を取得する。
〔ステップＳ２３〕バッテリ劣化判定部１５０は、算出した電流振れ幅と電圧振れ幅の比と、理論比記憶部１６０から読み出した理論比とを比較することによってバッテリ２００が劣化しているか否かを判定する。そして、バッテリ２００が劣化していると判定した場合には、報知部６００を用いて報知する。たとえば、自動車のパネルに備えられたバッテリ劣化を示す警告灯を点灯することによって、ユーザにバッテリ２００の劣化を報知する。
【００４３】
〔ステップＳ２４〕マスタＥＣＵ１００は、安定処理を行う。安定処理とは、内部状態が安定していないバッテリ２００の内部状態を、オルタネータ３００を用いて安定させるための処理のことである。なお、安定処理については後述する。
【００４４】
図１１は、本実施の形態のマスタＥＣＵによる所定条件処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。
【００４５】
〔ステップＳ３１〕バッテリ状態検出部１１０は、エンジンを切る動作が行われたか否かを判断する。エンジンを切る動作が行われた場合には、処理をステップＳ３２へ進め、エンジンを切る動作が行われていない場合には、処理をステップＳ３５へ進める。
【００４６】
〔ステップＳ３２〕バッテリ状態検出部１１０は、カウンタ１２０をクリアする。カウンタ１２０は、クリアされた時点からまたカウントを始める。
〔ステップＳ３３〕バッテリ状態検出部１１０は、電圧計２１０からバッテリ２００の電圧値を取得する。また、液温計２３０からバッテリ液温度を取得する。
【００４７】
〔ステップＳ３４〕所定時間決定部１３０は、バッテリ状態検出部１１０からエンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ２００の電圧とバッテリ液温度を取得すると、電圧とバッテリ液温度から所定時間を決定する。
【００４８】
〔ステップＳ３５〕バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００から所定放電があったか否かを判断する。所定放電があった場合には、処理をステップＳ３２へ進め、所定放電がなかった場合には、処理をステップＳ３６へ進める。なお、所定放電があるとは、一定値以上の電流が流れることであり、たとえば、車両にセキュリティが反応することによってセキュリティシステムのＥＣＵが起動し、そのＥＣＵに対して電力を供給するために流れた電流が考えられる。
【００４９】
〔ステップＳ３６〕時間比較部１４０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってからの時間をカウンタ１２０の値から算出し、所定時間決定部１３０が決定した所定時間と比較を行う。エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってから所定時間以上経っている場合には、処理をステップＳ３７へ進め、所定時間以上経っていない場合には、処理をステップＳ３８へ進める。
【００５０】
〔ステップＳ３７〕時間比較部１４０は、所定条件が成立した旨を示すフラグをたてる。たとえば、ＲＡＭ１０１ｃの所定領域に所定条件が成立したときには“１”を設定する。
【００５１】
〔ステップＳ３８〕時間比較部１４０は、所定条件が成立していない旨を示す。たとえば、ＲＡＭ１０１ｃの所定領域に所定条件が成立していないときには“０”を設定する。バッテリ状態検出部１１０は、図１０のステップＳ１１においてＲＡＭ１０１ｃの所定領域に設定された数値を参照することによって所定条件が成立しているか否かの判断を行う。
【００５２】
このような処理が行われることにより、エンジンを切られた直後や、所定放電があった直後などのバッテリ２００の内部状態が安定していない状態のときにバッテリ劣化判定を行うことにより、誤った判定結果になることを防ぐことができる。
【００５３】
図１２は、マスタＥＣＵによる安定処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１２に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。
【００５４】
〔ステップＳ４１〕バッテリ状態検出部１１０は、エンジンが始動したか否かを判断する。エンジンが始動した場合には、処理をステップＳ４２へ進め、エンジンが始動していない場合には、処理を終了する。
【００５５】
〔ステップＳ４２〕バッテリ状態検出部１１０は、電圧計２１０からバッテリ２００の電圧値を取得し、電流計２２０からバッテリ２００の電流値を取得する。
〔ステップＳ４３〕バッテリ状態検出部１１０は、取得した電流値と電圧値からオルタネータ３００が出力する出力値を決定する。オルタネータ３００の出力値は、バッテリ２００の目標充電電圧、およびバッテリ状態検出部１１０が検出した電圧値と電流値から決定される。
【００５６】
〔ステップＳ４４〕バッテリ状態検出部１１０は、オルタネータ３００へ決定した出力値を出力するように指示する。
〔ステップＳ４５〕バッテリ状態検出部１１０は、電流計２２０からバッテリ２００の電流値を取得する。そして、取得した電流値が０〔Ａ〕になっているか否かを判断する。電流値が０〔Ａ〕になっている場合には、処理をステップＳ４６へ進め、０〔Ａ〕になっていない場合には、処理をステップＳ４２へ進める。
【００５７】
〔ステップＳ４６〕マスタＥＣＵ１００は、バッテリ２００の内部状態が安定したか否かを判断する。内部状態が安定した場合には、処理をステップＳ４７へ進め、内部状態が安定していない場合には、処理をステップＳ４２へ進める。なお、バッテリ２００の内部状態が安定したか否かの判断は、図１１に示した所定条件処理を行うことにより実現される。このときに、所定時間決定部１３０は、ステップＳ４５の電流値が所定範囲内に入っていると判断されたときのバッテリ２００の電圧およびバッテリ液温度から所定時間を決定する。
【００５８】
〔ステップＳ４７〕バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００が比較的大きな電流を放電するような機器に始動するように始動指示信号を出力する。たとえば、エアコンのコンプレッサに始動指示信号を出力する。この放電は、スタータ４００を駆動したときに、バッテリ２００が劣化しているか否かを判定するためにバッテリ２００の電圧と電流の振れ幅を得ることと同様に、エアコンのコンプレッサなどのように比較的大きな電力を必要とする機器を始動することによって、スタータ４００を駆動したときのように、バッテリ２００の電圧と電流の振れ幅を故意に作るために行われる。
【００５９】
〔ステップＳ４８〕バッテリ劣化判定部１５０は、故意に作った振れ幅を用いてバッテリ劣化判定を行う。バッテリ劣化判定は、図１０に示したステップＳ１４からステップＳ１９までの処理と同様の処理を行う。
【００６０】
このような処理が行われることにより、オルタネータ３００の出力と、補機の消費電力が一致する。つまり、バッテリ２００からの自由放電がなくなるので、補機を使っていない状態を再現することができる。したがって、エンジンをかけた状態でバッテリ２００の劣化判定をすることが可能となる。
【００６１】
なお、図１１のステップＳ３１において、エンジンを切る動作が行われたか否かを判断すると説明したが、バッテリ２００からの放電が０〔Ａ〕になる動作であればエンジンを切る動作に限らない。また、放電が０〔Ａ〕だけとは限らず、ある一定の幅を持たせてもよい。
【００６２】
エンジン始動時の電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出し、算出した比と理論比記憶部１６０にあらかじめ記憶されているバッテリ２００が正常とされる理論比を比較することによって、バッテリの劣化を判定するようにしたので、バッテリ２００の電力が供給される補機などに異常があっても影響されることなく、適正にバッテリ２００の劣化判定を行うことができる。
【００６３】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態のバッテリ劣化判定装置は、マスタＥＣＵにはナビゲーションが接続されている以外は、第１の実施の形態で示した構成と同様である。このため、上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
【００６４】
図１３は、本実施の形態のマスタＥＣＵの処理機能を示す図である。図１３に示すように、マスタＥＣＵ２１００は、バッテリ状態検出部１１０、所定時間決定部１３０、時間比較部１４０、バッテリ劣化判定部１５０、理論比記憶部１６０、および時刻検出部２１７０を有している。また、マスタＥＣＵ２１００には、報知部６００とナビゲーション８００が接続されている。
【００６５】
バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００に接続されている電圧計２１０、電流計２２０、および液温計２３０から電圧値、電流値、およびバッテリ液温度を検出する。検出した情報は、バッテリ２００が劣化しているか否かの判定に用いられる。バッテリ２００は、劣化すると内部抵抗が増加することが知られている。（電圧値）＝（電流値）×（抵抗値）なので、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を求め、理論比記憶部１６０に記憶されている理論比と比較をすることによってバッテリ２００が劣化しているか否かを判定することができる。
【００６６】
時刻検出部２１７０は、バッテリ２００の内部状態が安定したか否かを判断するための経過時間を計測するために、ナビゲーション８００から時刻を読み出す。経過時間は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときからマスタＥＣＵ２１００が起動するまでの時間である。したがって、時刻検出部２１７０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときの時刻をナビゲーション８００から読み出し、時刻１として記憶する。また、マスタＥＣＵ２１００が起動したときの時刻をナビゲーション８００から読み出し、時刻２として記憶する。そして、時刻１と時刻２から経過した時間を算出する。
【００６７】
所定時間決定部１３０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときにバッテリ状態検出部１１０が検出したバッテリ液温度、およびバッテリ２００の電圧に基づいて所定時間を算出する。バッテリ２００の内部状態は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ２００が出力する出力電圧と、バッテリ液温度から決定できる。
【００６８】
時間比較部１４０は、時刻検出部２１７０が算出した経過時間を受け取ると、所定時間決定部１３０が決定した所定時間と比較を行い、所定時間より時間が経過しているか否かを判断する。バッテリ劣化判定部１５０は、バッテリ状態検出部１１０からスタータ４００始動中の最低電圧と最大電流、および最低電圧と最大電流を出力したときのバッテリ液温度を取得する。また、スタータ４００始動前のバッテリ電圧と電流を取得する。そして、取得した電圧値と電流値から電圧振れ幅および電流振れ幅を算出し、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出する。理論比記憶部１６０は、バッテリ液温度に理論比を対応づけた理論比テーブルを記憶している。バッテリ劣化判定部１５０は、理論比記憶部１６０からバッテリ液温度に応じた理論比を読み出し、算出した比と比較することによってバッテリ２００が劣化しているか否かを判定する。バッテリ劣化判定部１５０は、バッテリが劣化していると判定すると報知部６００を用いて報知する。たとえば、自動車のパネルに備えられたバッテリ劣化を示す警告灯を点灯することによって、ユーザにバッテリ２００の劣化を報知する。
【００６９】
図１４は、本実施の形態のマスタＥＣＵによる所定条件処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。
【００７０】
〔ステップＳ５１〕バッテリ状態検出部１１０は、エンジンを切る動作が行われたか否かを判断する。エンジンを切る動作が行われた場合には、処理をステップＳ５２へ進め、エンジンを切る動作が行われていない場合には、処理をステップＳ５５へ進める。
【００７１】
〔ステップＳ５２〕バッテリ状態検出部１１０は、時刻検出部２１７０にエンジンを切る動作が行われた、もしくは所定放電があった旨を通知する。時刻検出部２１７０は、ナビゲーション８００から時刻を読み出し、時刻１として記憶する。
【００７２】
〔ステップＳ５３〕バッテリ状態検出部１１０は、電圧計２１０からバッテリ２００の電圧値を取得する。また、液温計２３０からバッテリ液温度を取得する。
〔ステップＳ５４〕所定時間決定部１３０は、バッテリ状態検出部１１０からエンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ２００の電圧とバッテリ液温度を取得すると、電圧とバッテリ液温度から所定時間を決定する。
【００７３】
〔ステップＳ５５〕バッテリ状態検出部１１０は、バッテリ２００から所定放電があったか否かを判断する。所定放電があった場合には、処理をステップＳ５２へ進め、所定放電がなかった場合には、処理をステップＳ５６へ進める。なお、所定放電があるとは、一定値以上の電流が流れることであり、たとえば、車両にセキュリティが反応することによってセキュリティシステムのＥＣＵが起動し、そのＥＣＵに対して電力を供給するために流れた電流が考えられる。
【００７４】
〔ステップＳ５６〕マスタＥＣＵ２１００が起動したか否かを判断する。起動した場合には、処理をステップＳ５７へ進め、起動していない場合には、処理をステップＳ５１へ進める。
【００７５】
〔ステップＳ５７〕時刻検出部２１７０は、マスタＥＣＵ２１００が起動すると、ナビゲーション８００から時刻を読み出し、時刻２として記憶する。
〔ステップＳ５８〕時刻検出部２１７０は、時刻１と時刻２から経過時間を算出する。
【００７６】
〔ステップＳ５９〕時間比較部１４０は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってからの時間を時刻検出部２１７０から受け取り、所定時間決定部１３０が決定した所定時間と比較を行う。エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってから所定時間以上経っている場合には、処理をステップＳ６０へ進め、所定時間以上経っていない場合には、処理をステップＳ６１へ進める。
【００７７】
〔ステップＳ６０〕時間比較部１４０は、所定条件が成立した旨を示すフラグをたてる。たとえば、ＲＡＭ１０１ｃの所定領域に所定条件が成立したときには“１”を設定する。
【００７８】
〔ステップＳ６１〕時間比較部１４０は、所定条件が成立していない旨を示す。たとえば、ＲＡＭ１０１ｃの所定領域に所定条件が成立していないときには“０”を設定する。
このような処理が行われることにより、エンジンを切られた直後や、所定放電があった直後などのバッテリ２００の内部状態が安定していない状態のときにバッテリ劣化判定を行うことにより、結果が誤判定になることを防ぐことができる。また、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったとき、およびマスタＥＣＵ２１００が起動したときに、あらかじめ接続されている時刻手段を持つ補機から時刻を受け取ることによって経過時間を算出するので、カウンタを使って経過時間を計測するときのように、常にカウンタを始動させておく必要がなくなり、よりコストをかけることなく経過時間を算出することが可能となる。
【００７９】
なお、ナビゲーション８００から時刻を読み出す旨の説明を行ったが、ナビゲーション８００からに限らず、車両にあらかじめ搭載されている時計を持つ補機からなら、どの補機から時刻を読み出してもよく、ナビゲーション８００から時刻を読み出したときと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施の形態に適用される発明の概念図である。
【図２】本実施の形態に係るシステム構成例を示す図である。
【図３】本実施の形態に用いるマスタＥＣＵのハードウェア構成例を示す図である。
【図４】本実施の形態のマスタＥＣＵの処理機能を示す図である。
【図５】バッテリの電圧と所定時間の関係を示す図である。
【図６】バッテリ液温度と補正値の関係を示す図である。
【図７】スタータを始動したときのバッテリの電圧と電流の変化の様子を示した図である。
【図８】バッテリ液温度と理論比の関係を示す図である。
【図９】理論比記憶部に記憶されている理論比テーブルのデータ構造を示す図である。
【図１０】マスタＥＣＵによるバッテリ劣化判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本実施の形態のマスタＥＣＵによる所定条件処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】マスタＥＣＵによる安定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施の形態のマスタＥＣＵの処理機能を示す図である。
【図１４】本実施の形態のマスタＥＣＵによる所定条件処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１  バッテリ劣化判定装置
１ａ  電圧・電流検出手段
１ｂ  内部抵抗算出手段
１ｃ  内部抵抗記憶手段
１ｄ  バッテリ劣化判定手段
２  バッテリ
【図１】
2007216707.tif 000003
【図２】
2007216707.tif 000004
【図３】
2007216707.tif 000005
【図４】
2007216707.tif 000006
【図５】
2007216707.tif 000007
【図６】
2007216707.tif 000008
【図７】
2007216707.tif 000009
【図８】
2007216707.tif 000010
【図９】
2007216707.tif 000011
【図１０】
2007216707.tif 000012
【図１１】
2007216707.tif 000013
【図１２】
2007216707.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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