(57)【要約】【課題】この発明の目的は、精度の高い開放電圧を推定することが可能であり、バッテリ監視装置全体の信頼性向上に貢献できる車両用バッテリの開放電圧推定装置を提供することにある。【解決手段】この発明は、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリから車両の負荷へ流れるバッテリ電流を検出する電流検出手段とを備えた車両用バッテリの開放電圧推定装置において、車両のイグニションスイッチがオフ状態で、かつ電流検出手段により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態が一定時間継続した状態で、電圧検出手段により検出されるバッテリ電圧を開放電圧と推定する開放電圧推定手段を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2007174865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリから車両の負荷へ流れるバッテリ電流を検出する電流検出手段とを備えた車両用バッテリの開放電圧推定装置において、前記車両のイグニションスイッチがオフ状態で、かつ前記電流検出手段により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態が一定時間継続した状態で、前記電圧検出手段により検出されるバッテリ電圧を開放電圧と推定する開放電圧推定手段を備えていることを特徴とする車両用バッテリの開放電圧推定装置。
【請求項２】
バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリから車両の負荷へ流れるバッテリ電流を検出する電流検出手段とを備えた車両用バッテリの開放電圧推定装置において、前記車両のイグニションスイッチがオフ状態で、かつ前記電流検出手段により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態で、一定時間毎に前記電圧検出手段によりバッテリ電圧を測定し、今回測定されたバッテリ電圧と前回測定されたバッテリ電圧との差が設定値未満であるとき、今回のバッテリ電圧を開放電圧と推定する開放電圧推定手段を備えていることを特徴とする車両用バッテリの開放電圧推定装置。
【請求項３】
バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリから車両の負荷へ流れるバッテリ電流を検出する電流検出手段とを備えた車両用バッテリの開放電圧推定装置において、前記車両のイグニションスイッチがオフ状態で、かつ前記電流検出手段により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態で、一定時間毎に電圧検出手段によりバッテリ電圧を測定し、少なくとも３回の測定されたバッテリ電圧の値を用いた算出式により算出することにより、バッテリの開放電圧と推定する開放電圧推定手段を備えていることを特徴とする車両用バッテリの開放電圧推定装置。
【請求項４】
バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリから車両の負荷へ流れるバッテリ電流を検出する電流検出手段とを備えた車両用バッテリの開放電圧推定装置において、前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態で、かつ前記電流検出手段により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態が一定時間継続した状態で、前記バッテリ電圧に、バッテリ温度とバッテリ状態から算出される補正電圧を加えた値を開放電圧と推定する開放電圧推定手段を備えていることを特徴とする車両用バッテリの開放電圧推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両用バッテリの開放電圧推定装置に係り、特に、精度の高い開放電圧を推定することが可能であり、バッテリ監視装置全体の信頼性向上に貢献できる車両用バッテリの開放電圧推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時の車両には、エンジンとこのエンジンを駆動及びアシスト可能な電動発電機とを備えたハイブリッド車や、アイドル運転時にエンジンを停止するアイドルストップ車などがある。このようなハイブリッド車やアイドルストップ車においては、走行用モータ（及びエンジン始動用モータ）用のバッテリと、その他の車両の電気負荷用のバッテリとを別々に搭載している。
走行用モータ用のバッテリは、燃費向上に貢献するように回生電流を受け入れる余地を残しておくため、ＳＯＣ（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ：充電状態）が１００％（満充電状態）付近ではなく、やや放電された状態にあることが望ましい。一方で、ＳＯＣが下がりすぎると、寿命が短くなったり、エンジン始動ができなくなったりするため、走行用モータ用のバッテリは、ＳＯＣが低くない状態に保たれることが望ましい。これより、走行用モータ用のバッテリは、中間のＳＯＣ、例えば、ＳＯＣが６０〜９０％の状態に制御することが要求される。
そのために、ハイブリッド車やアイドルストップ車においては、バッテリ監視装置により走行用モータ用のバッテリのＳＯＣを監視している。バッテリ監視装置は、バッテリの開放電圧を推定し、この開放電圧からＳＯＣを算出するものがある。
【０００３】
従来のバッテリ監視装置には、ＩＧ・ＯＮ（イグニションスイッチのオン）で起動し、ＳＯＣの推定には、ＩＧ・ＯＮ時に測定した開放電圧を用いるものがある。
【特許文献１】特開２００２−３６５３４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８０００３号公報
【特許文献３】特開２００４−９３５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、ハイブリッド車やアイドルストップ車では、走行用モータ以外の電気負荷用のバッテリを、走行用モータ（及びエンジン始動用モータ）用としても使用する場合がある。その場合、イグニションスイッチのオン時には、ブロアファンやヘッドランプ等の大電流を消費する負荷が起動している状態があり、それに伴いイグニションスイッチのオン時のバッテリ電圧も変動するので、イグニションスイッチのオン時のバッテリ電圧は開放電圧とみなすことができず、その結果、開放電圧を精度良く推定することができない問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、精度の高い開放電圧を推定することが可能であり、バッテリ監視装置全体の信頼性向上に貢献できる車両用バッテリの開放電圧推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリから車両の負荷へ流れるバッテリ電流を検出する電流検出手段とを備えた車両用バッテリの開放電圧推定装置において、前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態で、かつ前記電流検出手段により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態が一定時間継続した状態で、前記電圧検出手段により検出されるバッテリ電圧を開放電圧と推定する開放電圧推定手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の車両用バッテリの開放電圧推定装置は、バッテリの開放電圧を推定する場合に、イグニッションスイッチがオフの時のように、バッテリの充放電電流が小さい値を示す状態におけるバッテリ電圧を用いているので、精度の高い開放電圧を推定することが可能である。これにより、この開放電圧推定装置は、精度の高い開放電圧を用いてバッテリのＳＯＣを算出させることができ、バッテリ監視装置全体の信頼性向上に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の車両用バッテリの開放電圧推定装置は、イグニッションスイッチがオフの時のように、バッテリの充放電電流が小さい値を示す状態におけるバッテリ電圧を用いてバッテリの開放電圧を推定するので、精度の高い開放電圧を推定することが可能であり、バッテリ監視装置全体の信頼性向上に貢献できる。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【０００９】
図１・図２は、この発明の第１の実施例を示すものである。図２において、１は車両に搭載された車両用バッテリ（以下、単に「バッテリ」と記す。）、２は第１の電気負荷、３は第２の電気負荷、４はイグニションスイッチ（ＩＧ・ＳＷ）である。バッテリ１は、エンジンとこのエンジンを駆動及びアシスト可能な電動発電機とを備えたハイブリッド車や、アイドル運転時にエンジンを停止するアイドルストップ車などの車両の、電気負荷用である。
前記第１の電気負荷２は、バッテリ１の正・負端子５・６にイグニションスイッチ４を介して接続されている。第１の電気負荷２は、イグニションスイッチ４がオン状態（ＩＧ・ＯＮ）の場合に限り動作可能な電気機器（例えば、点火装置や燃料噴射装置など）である。前記第２の電気負荷３は、バッテリ１の正・負端子５・６に接続されている。第２の電気負荷３は、イグニションスイッチ４がオフ状態（ＩＧ・ＯＦＦ）やアクセサリ状態（ＡＣＣ）でも動作可能な電気機器（例えば、ラジオやヘッドランプなど）である。
前記バッテリ１は、バッテリ監視装置７に接続されている。バッテリ監視装置７は、電源回路８と電圧センサ９とＳＯＣ算出装置１０とを備えている。電源回路８には、バッテリ１の正・負端子５・６が接続され、イグションスイッチ４からイグニションスイッチ信号（ＩＧ信号）が入力される。電圧検出手段である電圧センサ９は、バッテリ１の正・負端子５・６に接続され、バッテリ電圧を検出し、ＳＯＣ算出装置１０にバッテリ電圧信号を入力する。
前記ＳＯＣ算出装置１０には、電流センサ１１と温度センサ１２とが接続されている。電流検出手段である電流センサ１１は、バッテリ１から第１の電気負荷２、第２の電気負荷３に流れるバッテリ電流を検出し、ＳＯＣ算出装置１０にバッテリ電流信号を入力する。温度検出手段である温度センサ１２は、バッテリ１内部の温度をバッテリ温度として検出し、ＳＯＣ算出装置１０にバッテリ温度信号を入力する。ＳＯＣ算出装置１０は、電源回路８から電源を供給されて起動し、電源回路８に電源自己保持信号を出力する。ＳＯＣ算出装置１０は、開放電圧推定装置１３を内蔵している。
前記バッテリ監視装置７は、イグニションスイッチ信号等で起動し、自身内部のＳＯＣ算出装置１０に電源回路８から電源を供給し、ＳＯＣ算出装置１０を起動する。ＳＯＣ算出装置１０は、入力するバッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度等から開放電圧推定装置１３によりバッテリ１の開放電圧を推定し、バッテリ１のＳＯＣを算出する。ＳＯＣ算出装置１０は、一旦起動すると、電源自己保持信号を電源回路８に出力するため、イグニションスイッチ４のオフ操作後にもバッテリ監視装置７自身が起動し続けられるようになっている。
前記開放電圧推定装置１３は、開放電圧推定手段１４を備えている。開放電圧推定手段１４は、車両のイグニッションスイッチ４がオフ状態（ＩＧ・ＯＦＦ）で、かつ電流センサ１１により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態が一定時間継続した状態で、電圧センサ９により検出されるバッテリ電圧を開放電圧と推定する。
【００１０】
次に、この実施例の作用を説明する。
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、イグニションスイッチ４のオン操作によりバッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０が起動して電源自己保持信号を出力している状態で、図１に示すように、開放電圧推定手段１４によってプログラムがスタートすると（Ａ０１）、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、イグニションスイッチ信号を取り込み（Ａ０２）、イグニションスイッチ４がオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）であるか否かを判断する（Ａ０３）。
この判断（Ａ０３）は、イグニションスイッチ４がオフ状態になるのを待っている。イグニションスイッチ４のオフの状態では、通常、車両の制御としてはバッテリ１は充電されない。また、運転者は、通常、電気機器のスイッチをオフにして車両を離れるため、バッテリ電流が小さく、開放電圧の推定に適している。
前記判断（Ａ０３）がＮＯの場合は、取り込み（Ａ０２）にリターンする（Ａ０６）。前記判断（Ａ０３）がＹＥＳの場合は、バッテリ１の放電電流（バッテリ電流）が設定値（Ｉｌｏｗ）未満か否かを判断する（Ａ０４）。
この判断（Ａ０４）は、イグニションスイッチ４のオフ操作後でも、第２の電気負荷３であるヘッドランプなどは動作できるため、放電電流が設定値より小さくなった状態（バッテリ監視装置７のみが起動している状態）を確認するためである。
前記判断（Ａ０４）がＮＯの場合は、この判断（Ａ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ａ１０）。
この判断（Ａ１０）がＮＯの場合は、取り込み（Ａ０２）にリターンする（Ａ０６）。この判断（Ａ１０）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ａ０８）、エンドにする（Ａ０９）。これは、実際には放電電流が（Ａ０４）の設定値（Ｉｌｏｗ）未満であるのに、電流センサ１１の故障等のために放電電流の測定値が設定値（Ｉｌｏｗ）未満にならない場合に、バッテリ監視装置７の電源を強制的に遮断して、バッテリ監視装置７の電力消費によるバッテリ１の過放電を防ぐ処理である。
前記判断（Ａ０４）がＹＥＳの場合は、この判断（Ａ０４）のＹＥＳ成立が一定時間（Ｔ）継続したか否かを判断する（Ａ０５）。
この判断（Ａ０５）がＮＯの場合は、取り込み（Ａ０２）にリターンする（Ａ０６）。この判断（Ａ０５）がＹＥＳの場合は、直近に測定したバッテリ電圧を開放電圧とみなし（Ａ０７）、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ａ０８）、エンドにする（Ａ０９）。
【００１１】
バッテリ監視装置７は、この電源の自己遮断（Ａ０８）によって装置全体が休止状態になり、無駄な電力消費を防ぐことができる。一定時間経過前に第２の電気負荷３が使われたり、イグニションスイッチ４がオン状態になった場合は、それまでの経過時間をキャンセルして、取り込み（Ａ０２）にリターンして最初からやり直す。時間計測は、ＳＯＣ算出装置１０内部のタイマ機能によって行う。
このように、このバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、開放電圧推定手段１４によって、バッテリ１の開放電圧を推定するのに、イグニッションスイッチ４がオフの時のように、バッテリ１の充放電電流が小さい値を示す状態におけるバッテリ電圧を用いているので、精度の高い開放電圧を推定することが可能である。これにより、このバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、精度の高い開放電圧を用いてバッテリ１のＳＯＣを算出することができ、バッテリ監視装置７全体の信頼性向上に貢献することができる。
【００１２】
図３・図４は、第２の実施例を示すものである。なお、この実施例におけるバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、前述第１の実施例の図２に示す構成と同様に構成されているので、図２の符号を付して説明する。
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、バッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０に内蔵され、開放電圧推定手段１４を備えている。開放電圧推定手段１４は、車両のイグニションスイッチ４がオフ状態（ＩＧ・ＯＦＦ）で、かつ電流センサ１１により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態で、一定時間毎に電圧センサ９によりバッテリ電圧を測定し、今回測定されたバッテリ電圧と前回測定されたバッテリ電圧との差が設定値未満であるとき、今回のバッテリ電圧を開放電圧と推定する。
【００１３】
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、イグニションスイッチ４のオン操作によりバッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０が起動して電源自己保持信号を出力している状態で、図３に示すように、開放電圧推定手段１４によってプログラムがスタートすると（Ｂ０１）、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、イグニションスイッチ信号を取り込み（Ｂ０２）、イグニションスイッチ４がオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）であるか否かを判断する（Ｂ０３）。
この判断（Ｂ０３）がＮＯの場合は、取り込み（Ｂ０２）にリターンする（Ｂ０８）。この判断（Ｂ０３）がＹＥＳの場合は、バッテリ１の放電電流（バッテリ電流）が設定値（Ｉｌｏｗ）未満か否かを判断する（Ｂ０４）。
この判断（Ｂ０４）がＮＯの場合は、この判断（Ｂ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ｂ１２）。
この判断（Ｂ１２）がＮＯの場合は、取り込み（Ｂ０２）にリターンする（Ｂ０８）。この判断（Ｂ１２）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｂ１０）、エンドにする（Ｂ１１）。これは、実際には放電電流が（Ｂ０４）の設定値（Ｉｌｏｗ）未満であるのに、電流センサ１１の故障等のために放電電流の測定値が設定値（Ｉｌｏｗ）未満にならない場合に、バッテリ監視装置７の電源を強制的に遮断して、バッテリ監視装置７の電力消費によるバッテリ１の過放電を防ぐ処理である。
前記判断（Ｂ０４）がＹＥＳの場合は、前回のバッテリ電圧の測定から一定時間△ｔが経過したか否かを判断する（Ｂ０５）。
この判断（Ｂ０５）がＮＯの場合は、取り込み（Ｂ０２）にリターンする（Ｂ０８）。この判断（Ｂ０５）がＹＥＳの場合は、今回測定のバッテリ電圧と前回測定のバッテリ電圧と差△Ｖを算出し（Ｂ０６）、前回のバッテリ電圧との差△Ｖの絶対値が設定値（Ｖｔｈ）未満であるか否を判断する（Ｂ０７）。
この判断（Ｂ０７）がＮＯの場合は、取り込み（Ｂ０２）にリターンする（Ｂ０８）。この判断（Ｂ０７）がＹＥＳの場合は、今回測定したバッテリ電圧を開放電圧とみなし（Ｂ０９）、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｂ１０）、エンドにする（Ｂ１１）。
【００１４】
この開放電圧推定装置１３は、図４に示すように、イグニションスイッチ４がオフになって、バッテリ１の放電電流が設定値未満になると、一定時間△ｔごとにバッテリ電圧を測定して今回と前回とのバッテリ電圧の差△Ｖを算出し、その差△Ｖが設定値Ｖｔｈ未満になると、今回の測定値のバッテリ電圧を開放電圧とみなし、電源を遮断する。
バッテリ監視装置７は、この電源の自己遮断（Ｂ０８）によって装置全体が休止状態になり、無駄な電力消費を防ぐことができる。前回と今回とのバッテリ電圧の差が設定値未満になる前に第２の電気負荷３が使われたり、イグニションスイッチ４がオン状態になった場合は、それまでの経過時間をキャンセルして、取り込み（Ｂ０２）にリターンして最初からやり直す。
このように、このバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、開放電圧推定手段１４によって、イグニションスイッチ４のオフ後の充放電電流が小さい状態で、一定時間毎に測定したバッテリ電圧の変化量が小さくなって差が設定値以下の場合に、今回測定したバッテリ電圧を開放電圧と推定しているので、前述実施例と同様の効果を奏することができ、さらに、開放電圧を推定するまでの時間を短縮することが可能である。
【００１５】
図５・図６は、第３の実施例を示すものである。なお、この実施例におけるバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、前述第１の実施例の図２に示す構成と同様に構成されているので、図２の符号を付して説明する。
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、バッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０に内蔵され、開放電圧推定手段１４を備えている。開放電圧推定手段１４は、車両のイグニションスイッチ４がオフ状態（ＩＧ・ＯＦＦ）で、かつ電流センサ１１により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態で、一定時間毎に電圧センサ９によりバッテリ電圧を測定し、少なくとも３回の測定されたバッテリ電圧の値を用いた算出式により算出することにより、バッテリ１の開放電圧と推定する。
【００１６】
この実施例の開放電圧推定装置１３は、算出式として、あらかじめ仮定した、時間とバッテリ電圧の関係の近似式（定数や係数が未知。そのうちの１つが開放電圧）を用いる。開放電圧推定装置１３は、近似式に、測定した複数の（時刻ｔ、バッテリ電圧Ｖ）データ（測定後には既知）を代入して得られる式を連立方程式とし、その解から、開放電圧を推定する。
例えば、算出式として、Ｖ＝Ａｅｘｐ［−ｔ／τ］＋Ｖｏｃという近似式（式１）を用いる場合について説明する。この近似式は、充分な時間が経過した後にはバッテリ電圧が開放電圧Ｖｏｃになり、その値に向けてバッテリ電圧が指数関数的に近づくことを示している。式１（定数Ａ、τ、Ｖｏｃが未知）には、測定した３つの（時刻ｔ、バッテリ電圧Ｖ）データ（測定後には既知）を代入して、Ａ、τ、Ｖｏｃに関する連立方程式を立てる。その連立方程式を解くことにより、その解として開放電圧Ｖｏｃが求められる。
一般に、未知の定数の個数だけの（時刻ｔ、バッテリ電圧Ｖ）データがあれば、連立方程式は解け、開放電圧を推定することができる。式１の場合は、未知の定数がＡ、τ、Ｖｏｃの３個なので、図５の（Ｃ１１）の測定規定回数は３回になる。
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、イグニションスイッチ４のオン操作によりバッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０が起動して電源自己保持信号を出力している状態で、図５に示すように、開放電圧推定手段１４によってプログラムがスタートすると（Ｃ０１）、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、イグニションスイッチ信号を取り込み（Ｃ０２）、イグニションスイッチ４がオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）であるか否かを判断する（Ｃ０３）。
この判断（Ｃ０３）がＮＯの場合は、後述する判断（Ｃ０４）のＹＥＳが成立した時点からの時間及びバッテリ電圧の記憶を消去して、記憶した回数をクリアする（Ｃ０７）。さらに、後述する判断（Ｃ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ｃ０８）。
この判断（Ｃ０８）がＮＯの場合は、取り込み（Ｃ０２）にリターンする（Ｃ１３）。この判断（Ｃ０８）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｃ２０）、エンドにする（Ｃ２１）。これは、実際には放電電流が（Ｃ０４）の設定値（Ｉｌｏｗ）未満であるのに、電流センサ１１の故障等のために放電電流の測定値が設定値（Ｉｌｏｗ）未満にならない場合に、バッテリ監視装置７の電源を強制的に遮断して、バッテリ監視装置７の電力消費によるバッテリ１の過放電を防ぐ処理である。
前記判断（Ｃ０３）がＹＥＳの場合は、バッテリ１の放電電流（バッテリ電流）が設定値（Ｉｌｏｗ）未満か否かを判断する（Ｃ０４）。
この判断（Ｃ０４）がＮＯの場合は、記憶消去・記憶回数クリアの処理（Ｃ０７）をし、この判断（Ｃ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ｃ０８）。
この判断（Ｃ０８）がＮＯの場合は、取り込み（Ｃ０２）にリターンする（Ｃ１３）。この判断（Ｃ０８）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｃ２０）、エンドにする（Ｃ２１）。
前記判断（Ｃ０４）がＹＥＳの場合は、記憶回数が零（ゼロ）か否かを判断する（Ｃ０５）。
この判断（Ｃ０５）がＮＯの場合は、前回のバッテリ電圧の測定から一定時間△ｔが経過したか否かを判断する（Ｃ０９）。この判断（Ｃ０５）がＹＥＳの場合は、判断（Ｃ０４）がＹＥＳになってから時間ｔ１が経過したか否かを判断する（Ｃ０６）。
前記（Ｃ０９）がＮＯの場合は、取り込み（Ｃ０２）にリターンする（Ｃ１３）。前記（Ｃ０９）がＹＥＳの場合は、判断（Ｃ０４）のＹＥＳが成立した時点からの時間及びバッテリ電圧を記憶する（Ｃ１０）。
一方、前記（Ｃ０６）がＮＯの場合は、取り込み（Ｃ０２）にリターンする（Ｃ１３）。前記（Ｃ０６）がＹＥＳの場合は、判断（Ｃ０４）のＹＥＳが成立した時点からの時間及びバッテリ電圧を記憶し（Ｃ１０）、記憶回数を「１」増やし（Ｃ１１）、規定回数だけ記憶したか否かを判断する（Ｃ１２）。
この判断（Ｃ１２）がＮＯの場合は、取り込み（Ｃ０２）にリターンする（Ｃ１３）。この（Ｃ１２）がＹＥＳの場合は、２回目計測のバッテリ電圧Ｖ２と３回目計測のバッテリ電圧Ｖ３とを比較して、Ｖ２＝Ｖ３であるか否かを判断する（Ｃ１４）。
この判断（Ｃ１４）がＹＥＳの場合は、バッテリ電圧Ｖ３を開放電圧Ｖｏｃに置き換え（Ｃ１８）、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｃ２０）、エンドにする（Ｃ２１）。この（Ｃ１４）がＮＯの場合は、１回目計測のバッテリ電圧Ｖ１とバッテリ電圧Ｖ２とバッテリ電圧Ｖ３とを比較して、Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ１であるか否かを判断する（Ｃ１５）。
この判断（Ｃ１５）がＮＯの場合は、（Ｖ１＊Ｖ３−Ｖ２＊Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ３−２＊Ｖ２）の計算値を開放電圧Ｖｏｃに置き換え（Ｃ１９）、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｃ２０）、エンドにする（Ｃ２１）。この判断（Ｃ１５）がＹＥＳの場合は、バッテリ電圧Ｖ２をバッテリ電圧Ｖ１に、バッテリ電圧Ｖ３をバッテリ電圧Ｖ２に、時間ｔ１＋一定時間△ｔを新たな時間ｔ１にそれぞれ置き換え（Ｃ１６）、記憶回数を「１」減らし（Ｃ１７）、取り込み（Ｃ０２）にリターンする（Ｃ１３）。
【００１７】
この開放電圧推定装置１３は、図６に示すように、例えば、測定間隔を一定時間△ｔとし、バッテリ１の放電電流が設定値未満になった時点からの時間ｔ１、ｔ１＋△ｔ、ｔ１＋２△ｔのそれぞれの時点で測定したバッテリ電圧をそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３として記憶する（Ｃ１０）。３つのデータが得られたら、（Ｃ１４）以降において、開放電圧Ｖｏｃを求めることができる。
（１）、Ｖ２＝Ｖ３（最近の２回の測定値が同じ）の場合
すでに一定値に達しており、Ｖｏｃ＝Ｖ３とみなせる（Ｃ１８）。
（２）、Ｖ３−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ１の場合（バッテリ電圧がある値に近づく傾向がみられない場合）
Ｖ１←Ｖ２、Ｖ２←Ｖ３、ｔ１←ｔ１＋△ｔ、「時間及びバッテリ電圧の記憶回数」←２の置換を行い、（Ｃ０２）に戻る。
次の一定時間△ｔ経過後にあらためてバッテリ電圧を測定し、その時点で最近測定した３つの電圧データから、（Ｃ１４）以降の処理で開放電圧を求める。
（３）、上記（１）、（２）以外の場合
連立方程式の解Ｖｏｃ＝（Ｖ１×Ｖ３−Ｖ２×Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ３−２＊Ｖ２）の形で、開放電圧Ｖｏｃが得られる。
【００１８】
このように、このバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、開放電圧推定手段１４によって、算出式を用いて、測定開始から最低３回のバッテリ電圧を測定するだけで、バッテリ１の開放電圧を推定できるので、前述実施例と同様の効果を奏することができ、さらに、短時間で開放電圧の推定を完了することが可能である。
【００１９】
図７〜図９は、第３の実施例の変形例を示すものである。なお、この変形例におけるバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、前述第１の実施例の図２に示す構成と同様に構成されているので、図２の符号を付して説明する。
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、バッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０に内蔵され、開放電圧推定手段１４を備えている。開放電圧推定手段１４は、車両のイグニションスイッチ４がオフ状態（ＩＧ・ＯＦＦ）で、かつ電流センサ１１により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態で、一定時間毎に電圧センサ９によりバッテリ電圧を測定し、少なくとも３回の測定されたバッテリ電圧の値を用いた算出式により算出することにより、バッテリ１の開放電圧と推定する。
開放電圧推定装置１３は、算出式として、あらかじめ仮定した、時間とバッテリ電圧の関係の近似式（定数や係数が未知。そのうちの１つが開放電圧）を用いる。開放電圧推定装置１３は、近似式に、測定した複数の（時刻ｔ、バッテリ電圧Ｖ）データ（測定後には既知）を代入して得ら知る式を連立方程式とし、その解から、開放電圧を推定する。
この変形例の開放電圧推定装置１３は、データ個数を第２の実施例の場合以上に多く測定し、近似式の中に未知の定数として含まれる開放電圧を、最小自乗法を用いて求めるものである。
【００２０】
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、イグニションスイッチ４のオン操作によりバッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０が起動して電源自己保持信号を出力している状態で、図７に示すように、開放電圧推定手段１４によってプログラムがスタートすると（Ｄ０１）、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、イグニションスイッチ信号を取り込み（Ｄ０２）、イグニションスイッチ４がオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）であるか否かを判断する（Ｄ０３）。
この判断（Ｄ０３）がＮＯの場合は、後述する判断（Ｄ０４）のＹＥＳが成立した時点からの時間及びバッテリ電圧の記憶を消去して記憶した回数をクリアする（Ｄ０６）。さらに、後述する判断（Ｄ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ｄ０７）。
この判断（Ｄ０７）がＮＯの場合は、取り込み（Ｄ０２）にリターンする（Ｄ１１）。この判断（Ｄ０７）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｄ１３）、エンドにする（Ｄ１４）。これは、実際には放電電流が（Ｄ０４）の設定値（Ｉｌｏｗ）未満であるのに、電流センサ１１の故障等のために放電電流の測定値が設定値（Ｉｌｏｗ）未満にならない場合に、バッテリ監視装置７の電源を強制的に遮断して、バッテリ監視装置７の電力消費によるバッテリ１の過放電を防ぐ処理である。
前記判断（Ｄ０３）がＹＥＳの場合は、バッテリ１の放電電流（バッテリ電流）が設定値（Ｉｌｏｗ）未満か否かを判断する（ＤＯ４）。
この判断（Ｄ０４）がＮＯの場合は、記憶消去・記憶した回数クリアの処理（Ｄ０６）をし、この判断（Ｄ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ｄ０７）。
この判断（Ｄ０７）がＮＯの場合は、取り込み（Ｄ０２）にリターンする（Ｄ１１）。この判断（Ｄ０７）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｄ１３）、エンドにする（Ｄ１４）。
前記判断（Ｄ０４）がＹＥＳの場合は、判断（Ｄ０４）のＹＥＳが成立してから規定時間ｔ１が経過したか否かを判断する（Ｄ０５）。
この判断（Ｄ０５）がＮＯの場合は、取り込み（Ｄ０２）にリターンする（Ｄ１１）。この判断（Ｄ０５）がＹＥＳの場合は、判断（Ｄ０４）のＹＥＳが成立してからの時間及びバッテリ電圧を記憶し（Ｄ０８）、記憶回数を「１」増やし（Ｄ０９）、規定回数だけ記憶したか否かを判断する（Ｄ１０）。
この判断（Ｄ１０）がＮＯの場合は、取り込み（Ｄ０２）にリターンする（Ｄ１１）。この（Ｄ１０）がＹＥＳの場合は、最小自乗法により開放電圧を推定し（Ｄ１２）、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｄ１３）、エンドにする（Ｄ１４）。
【００２１】
前記（Ｄ１２）においては、図９に示すように、（Ｄ０４）条件が成立した時点からの時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、…、ｎに測定した電圧を、それぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎとすると、以下のように最小自乗法を用いて開放電圧Ｖｏｃを算出する。
例えば、Ｎ個のデータ（ｔｉ、Ｖｉ）（ｉ＝１、２、３、…、ｎ）を、
Ｖ＝Ａｅｘｐ［−ｔ／τ］＋Ｖｏｃ                                      …（式２）
で近似する場合で説明する。
τを予め指定した範囲内で変化させて、次式で表される誤差自乗総和Ｓｅが最小になるτを求める。
【数１】
2007174865.tif 000003
ここで、
【数２】
2007174865.tif 000004
【数３】
2007174865.tif 000005
である。
誤差自乗総和Ｓｅが最小となるτのときに、式５によって開放電圧Ｖｏｃが求められる。
上述の式３で表される誤差自乗総和Ｓｅを最小にするＡ、τ、Ｖｏｃを求めるのが最小自乗法である。
【数４】
2007174865.tif 000006
は、Ａの単調増加関数であるから、
【数５】
2007174865.tif 000007
を満たすＡにおいて、Ｓｅは最小値をとる。
【数６】
2007174865.tif 000008
も、Ｖｏｃの単調増加関数であるから、
【数７】
2007174865.tif 000009
を満たすＶｏｃにおいて、Ｓｅは最小値をとる。
連立方程式（式６及び式７）をＡ、Ｖｏｃについて解くと、上述の式４及び式５が得られる。
【数８】
2007174865.tif 000010
は、式が複雑なので、Ｓｅが最小となるτの値は式変形だけでは求められない。
そこで、τを仮に固定した上でＡ、Ｖｏｃ及びＳｅを計算し、τを変化させてＳｅが最小となるτを求める。そのτのときのＶｏｃが開放電圧である。
【００２２】
前記（Ｄ１２）における最小自乗法を用いた開放電圧Ｖｏｃは、図８に示すように、プログラムがスタートすると（Ｅ０１）、τを規定範囲で下限値とし（Ｅ０２）、前記式４でＡを算出し、前記式５でＶｏｃを算出し、前記式３でＳｅを算出し、ＶｏｃとＳｅを記憶する（Ｅ０３）。
次に、τを規定量だけ増やし（Ｅ４）、前記式４でＡを算出し、前記式５でＶｏｃを算出し、前記式３でＳｅを算出し（Ｅ０５）、今回計算したＳｅは、記憶しているＳｅより小さいか否かを判断する（Ｅ０６）。
この判断（Ｅ０６）がＮＯの場合は、τは規定範囲の上限か否かの判断（Ｅ０８）に移行する。この判断（Ｅ０６）がＹＥＳの場合は、記憶していたＶｏｃとＳｅのそれぞれの値を今回算出した値に置換して、あらめて記憶し（Ｅ０７）、τは規定範囲の上限か否かを判断する（Ｅ０８）。
この判断（Ｅ０８）がＮＯの場合は、（Ｅ０４）にリターンする。この判断（Ｅ０８）がＹＥＳの場合は、記憶しているＶｏｃを開放電圧と推定し（Ｅ０９）、エンドにする（Ｅ１０）。
【００２３】
このように、このバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、開放電圧推定手段１４によって、近似式を用いてバッテリ１の開放電圧を推定する際に、近似式の中に未知の定数として含まれる開放電圧を、最小自乗法を用いて求めるので、前述実施例と同様の効果を奏することができ、さらに、短時間で開放電圧の推定を完了することが可能である。
【００２４】
図１０は、第４の実施例を示すものである。なお、この実施例におけるバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、前述第１の実施例の図２に示す構成と同様に構成されているので、図２の符号を付して説明する。
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、バッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０に内蔵され、開放電圧推定手段１４を備えている。開放電圧推定手段１４は、車両のイグニッションスイッチ４がオフ状態（ＩＧ・ＯＦＦ）で、かつ電流センサ１１により検出されるバッテリ電流が設定値より小さい状態が一定時間継続した状態で、バッテリ電圧に、バッテリ温度とバッテリ状態から算出される補正電圧を加えた値を開放電圧と推定する。補正電圧は、バッテリ温度、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）に対するマップとして予め定めておく。
【００２５】
バッテリ１の開放電圧推定装置１３は、イグニションスイッチ４のオン操作によりバッテリ監視装置７のＳＯＣ算出装置１０が起動して電源自己保持信号を出力している状態で、図１０に示すように、開放電圧推定手段１４によってプログラムがスタートすると（Ｆ０１）、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、イグニションスイッチ信号を取り込み（Ｆ０２）、イグニションスイッチ４がオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）であるか否かを判断する（Ｆ０３）。
この判断（Ｆ０３）は、イグニションスイッチ４がオフ状態になるのを待っている。イグニションスイッチ４のオフの状態では、通常、車両の制御としてはバッテリ１は充電されない。また、運転者は、通常、電気機器のスイッチをオフにして車両を離れるため、バッテリ電流が小さく、開放電圧の推定に適している。
前記判断（Ｆ０３）がＮＯの場合は、取り込み（Ｆ０２）にリターンする（Ｆ０６）。前記判断（Ｆ０３）がＹＥＳの場合は、バッテリ１の放電電流（バッテリ電流）が設定値（Ｉｌｏｗ）未満か否かを判断する（Ｆ０４）。
この判断（Ｆ０４）は、イグニションスイッチ４のオフ操作後でも、第２の電気負荷３であるヘッドランプなどは動作できるため、放電電流が設定値より小さくなった状態（バッテリ監視装置７のみが起動している状態）を確認するためである。
前記判断（Ｆ０４）がＮＯの場合は、この判断（Ｆ０４）のＮＯの状態が一定時間（Ｔｆ）継続しているか否かを判断する（Ｆ１１）。
この判断（Ｆ１１）がＮＯの場合は、取り込み（Ｆ０２）にリターンする（Ｆ０６）。この判断（Ｆ１１）がＹＥＳの場合は、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｆ０９）、エンドにする（Ｆ１０）。これは、実際には放電電流が（Ｆ０４）の設定値（Ｉｌｏｗ）未満であるのに、電流センサ１１の故障等のために放電電流の測定値が設定値（Ｉｌｏｗ）未満にならない場合に、バッテリ監視装置７の電源を強制的に遮断して、バッテリ監視装置７の電力消費によるバッテリ１の過放電を防ぐ処理である。
前記判断（Ｆ０４）がＹＥＳの場合は、この判断（Ｆ０４）のＹＥＳ成立が一定時間（Ｔ）継続したか否かを判断する（Ｆ０５）。
この判断（Ｆ０５）がＮＯの場合は、取り込み（Ｆ０２）にリターンする（Ｆ０６）。この判断（Ｆ０５）がＹＥＳの場合は、バッテリ温度、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）から、所定のマップを用いて補正電圧を算出する（Ｆ０７）。マップの値は、例えば、各バッテリ温度と各バッテリ充電状態（ＳＯＣ）において、バッテリ監視装置７の動作電流と各負荷の暗電流の総和で定電流放電させた場合の一定時間Ｔ経過時のバッテリ電圧と開放電圧の差を測定し、その結果に応じて決定する。マップを用いて補正電圧を算出するにあたり、マップ上にない点の補正電圧は、バッテリ温度及びバッテリ充電状態（ＳＯＣ）に対して補間または補外を行って、求めることができる。
そして、直近に測定したバッテリ電圧に、（Ｆ０７）で算出した補正電圧を加算し、その結果を開放電圧とみなし（Ｆ０８）、電源自己保持信号を解除して電源を自己遮断し（Ｆ０９）、エンドにする（Ｆ１０）。
【００２６】
バッテリ監視装置７は、この電源の自己遮断（Ｆ０９）によって装置全体が休止状態になり、無駄な電力消費を防ぐことができる。一定時間経過前に第２の電気負荷３が使われたり、イグニションスイッチ４がオン状態になった場合は、それまでの経過時間をキャンセルして、取り込み（Ｆ０２）にリターンして最初からやり直す。時間計測は、ＳＯＣ算出装置１０内部のタイマ機能によって行う。
このように、このバッテリ１の開放電圧推定装置１３は、開放電圧推定手段１４によって、イグニッションスイッチ４がオフの時のように、バッテリ１の充放電電流が小さい値を示す状態におけるバッテリ電圧を用いてバッテリ１の開放電圧を推定する際に、バッテリ監視装置７の動作電流と各負荷の暗電流の総和による電圧降下が無視できない場合、その影響を電圧補正により相殺することにより、第１の実施例に比べて、より高精度に開放電圧を推定することができる。第１の実施例との違いは、直近のバッテリ電圧測定値をそのまま開放電圧とみなす（図１のＡ０７）のではなく、バッテリ温度、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）等の測定値に基づく電圧補正を施す点（Ｆ０８）である。
なお、変形例として、（Ｆ０７）の補正電圧を、バッテリ温度、バッテリ充電状態（ＳＯＣ）、バッテリ電流の３者に基づいて算出するようにすれば、車両のユーザーが後付けした負荷の効果も相殺することができる。
また、上述実施例の（Ａ０７）、（Ｂ０６）、（Ｃ１０）、（Ｄ０８）、（Ｆ０８）におけるバッテリ電圧処理においては、測定したバッテリ電圧をそのまま用いたが、測定時刻付近において複数回測定したバッテリ電圧の平均値を用いることにより、開放電圧の精度を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明の車両用バッテリの開放電圧推定装置は、バッテリについて、精度の高い開放電圧を推定することが可能であり、バッテリ監視装置全体の信頼性向上に貢献できるものであり、エンジンやモータを搭載した車両や小型船舶、土木機械などの産業機械に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】開放電圧推定装置の第１の実施例を示す開放電圧推定のフローチャートである。
【図２】第１の実施例を示す開放電浅推定装置のシステム構成図である。
【図３】第２の実施例を示す開放電圧推定のフローチャートである。
【図４】第２の実施例を示す開放電圧推定のタイムチャートである。
【図５】第３の実施例を示す開放電圧推定のフローチャートである。
【図６】第３の実施例を示す開放電圧推定のタイムチャートである。
【図７】変形例を示す開放電圧推定のフローチャートである。
【図８】変形例を示す最小自乗法による開放電圧推定のフローチャートである。
【図９】変形例を示す開放電圧推定のタイムチャートである。
【図１０】第４の実施例を示す開放電圧推定のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１  車両用バッテリ（バッテリ）
２  第１の電気負荷
３  第２の電気負荷
４  イグニションスイッチ
５  正端子
６  負端子
７  バッテリ監視装置
８  電源回路
９  電圧センサ
１０  ＳＯＣ算出装置
１１  電流センサ
１２  温度センサ
１３  開放電圧推定装置
１４  開放電圧推定手段
【図１】
2007174865.tif 000011
【図２】
2007174865.tif 000012
【図３】
2007174865.tif 000013
【図４】
2007174865.tif 000014
【図５】
2007174865.tif 000015
【図６】
2007174865.tif 000016
【図７】
2007174865.tif 000017
【図８】
2007174865.tif 000018
【図９】
2007174865.tif 000019
【図１０】
2007174865.tif 000020