(57)【要約】【課題】車両に搭載されるバッテリのメンテナンス性が高いものであるか否かを効果的に判定すること。【解決手段】バッテリメンテナンス性判定装置１０のセンサ部１２が、鉛蓄電池２０の電気的変量（例えば、鉛蓄電池２０の充電時において鉛蓄電池２０に流れる電流、鉛蓄電池２０の充電時における鉛蓄電池２０の端子間電圧）を検出し、メンテナンス性判定部１３が、電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた鉛蓄電池２０の充電受入れ性の高さに基づいて鉛蓄電池２０のメンテナンス性（メンテナンスの必要性の有無）を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛蓄電池の電気的変量を検出するセンサ部と、
前記電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた前記鉛蓄電池の充電受入れ性の高さに基づいて前記鉛蓄電池のメンテナンス性を判定するメンテナンス性判定部と、
を備えるバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項２】
前記電気的変量は、前記鉛蓄電池の充電時において該鉛蓄電池に流れる電流であり、前記充電受入れ性の高さは、前記鉛蓄電池の充電時に該鉛蓄電池に流れる電流の積算量の大きさである請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項３】
前記電気的変量は、前記鉛蓄電池の充電時における該鉛蓄電池の端子間電圧であり、前記充電受入れ性の高さは、前記鉛蓄電池の充電時に該鉛蓄電池の端子間電圧が第１の電圧から該第１の電圧よりも高い第２の電圧に到達するまでの所要時間の長さである請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項４】
前記鉛蓄電池の電気的変量は、前記鉛蓄電池の充電時における該鉛蓄電池の端子間電圧であり、前記充電受入れ性の高さは、前記鉛蓄電池の充電時における所定時間内の前記端子間電圧の変化量の大きさである請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項５】
前記鉛蓄電池の電気的変量は、前記鉛蓄電池の充電時における該鉛蓄電池の端子間電圧、および、前記鉛蓄電池の充電時において該鉛蓄電池に流れる電流であり、前記充電受入れ性の高さは、前記鉛蓄電池の充電時における該鉛蓄電池の内部抵抗の小ささである請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項６】
前記鉛蓄電池のメンテナンス性の判定は、前記鉛蓄電池が特定の種別であるか否かの判定である請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項７】
前記特定の種別の鉛蓄電池は、鉛よりも水素過電圧の低い元素が含まれた鉛蓄電池である請求項６に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項８】
前記メンテナンス性判定部は、前記異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた前記鉛蓄電池の充電受入れ性の高さに基づいて該充電受入性の高さの変化量を算出し、該変化量に基づいて前記鉛蓄電池のメンテナンス性を判定する請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項９】
前記鉛蓄電池の端子間電圧の値と該鉛蓄電池に流れる電流の電流値とに基づいて前記鉛蓄電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部をさらに備え、
前記メンテナンス性判定部は、前記内部抵抗に基づいて前記メンテナンス性の判定を行う鉛蓄電池を選別し、選別した鉛蓄電池に対して前記メンテナンス性の判定を行う請求項１に記載のバッテリメンテナンス性判定装置。
【請求項１０】
鉛蓄電池の電気的変量を検出する検出ステップと、
前記電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた前記鉛蓄電池の充電受入れ性の高さに基づいて前記鉛蓄電池のメンテナンス性を判定するメンテナンス性判定ステップと、
を含むバッテリメンテナンス性判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリのメンテナンス性を判定するバッテリメンテナンス性判定装置、及び、バッテリメンテナンス性判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを主たる動力源とする車両は、エンジンを始動するためのスタータモータの電源としてバッテリを搭載している。かかるバッテリでは、充電受入れ性を向上させることにより充電効率を向上させることができる。
【０００３】
バッテリの充電受入れ性を向上させるためには、従来は、極板の対向面積や枚数を増やして内部抵抗を低下させることが行われていた。また、極板の対向面積や枚数を増やすことができない場合には、バッテリの正極格子や負極格子、電解液にアンチモン等の鉛よりも水素過電圧の低い元素を含んで構成することにより水素過電圧を下げることも行われていた。
【０００４】
このような構成のバッテリでは、充放電を繰り返すことにより水素過電圧の低い元素（例えばアンチモン）が溶解して負極に析出する。その結果、負極の水素過電圧が低下して、バッテリの充電受入れ性を向上させることができる。
【０００５】
この反面、本構成のバッテリでは、ガス発生によってバッテリ液が減少しやすいことが知られている。このため、バッテリ液の減少が顕著になる前にメンテナンス（バッテリ液面を点検し、バッテリ液を補充すること）が必要であるか否かを判定する必要がある。
【０００６】
バッテリの種別を判定する技術として、例えば、特許文献１には、電池に所定の電圧を印加してその電池に流れる電流の時間波形を測定し、測定した電流の時間波形に基づいてバッテリの種別を判定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５４３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の従来技術では、充電から放電までの１サイクルにおける電流の時間波形に基づいてバッテリの種別を判定するため、鉛よりも水素過電圧の低い元素を含んで構成された鉛蓄電池と、それ以外の鉛蓄電池とで電流の時間波形に大きな相違を生じず、これらの鉛蓄電池を判別することが困難であった。そのため、このような従来技術をバッテリがメンテナンスが必要なものであるか否か（すなわち、メンテナンス性が高いものであるか否か）を判定するために用いることには限界があった。
【０００９】
本発明の目的は、バッテリのメンテナンス性を効果的に判定することができるバッテリメンテナンス性判定装置、及び、バッテリメンテナンス性判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るバッテリメンテナンス性判定装置は、鉛蓄電池の電気的変量を検出するセンサ部と、電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた鉛蓄電池の充電受入れ性の高さに基づいて鉛蓄電池のメンテナンス性を判定するメンテナンス性判定部と、を備える。
【００１１】
本発明に係るバッテリメンテナンス性判定方法は、鉛蓄電池の電気的変量を検出する検出ステップと、電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた鉛蓄電池の充電受入れ性の高さに基づいて鉛蓄電池のメンテナンス性を判定するメンテナンス性判定ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バッテリのメンテナンス性を効果的に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るバッテリメンテナンス性判定装置を備える車両の一部を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るバッテリメンテナンス性判定処理を示すフロー図
【図３】鉛蓄電池の電気量Ｃｉと充放電サイクルとの関係の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態２に係るバッテリメンテナンス性判定装置を備える車両の一部を示すブロック図
【図５】クランキング時の鉛蓄電池の端子間電圧、および、充放電電流の大きさを示す図
【図６】図５の範囲Ｗ１の部分を拡大した図
【図７】データ取得のタイミングについて説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
＜バッテリメンテナンス性判定装置を備える車両の構成＞
本発明の実施の形態１に係るバッテリメンテナンス性判定装置１０を備える車両の構成につき、図１を参照しながら、以下に詳細に説明する。図１は、実施の形態１に係るバッテリメンテナンス性判定装置１０を備える車両の一部を示すブロック図である。
【００１６】
本実施の形態に係るバッテリメンテナンス性判定装置１０は、主にエンジンの動力で走行する車両に搭載される。
【００１７】
車両は、バッテリメンテナンス性判定装置１０と、鉛蓄電池２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、負荷３１と、オルタネータ３２と、スタータモータ３３とを備えている。図示は省略するが、車両は、エンジンおよび駆動輪を有する。
【００１８】
スタータモータ３３は、エンジンを始動させるモータである。スタータモータ３３の駆動によりクランク軸が回転し、エンジン行程が開始することでエンジンが始動する。スタータモータ３３の駆動によりエンジンのクランク軸を回転させることをクランキングと呼ぶ。スタータモータ３３は、ＥＣＵ３０からの作動制御信号に基づき、鉛蓄電池２０の電力によって作動する。
【００１９】
オルタネータ３２は、クランク軸の回転動力により発電を行う。オルタネータ３２は、駆動輪の回転動力により発電を行ってもよい。加えて、オルタネータ３２は、発電電力の整流と、ＥＣＵ３０の電圧制御信号に基づいて電圧の調整とを行う。
【００２０】
負荷３１は、例えばエンジンを作動させるために必要な電気的な補機であり、例えば、燃料噴射装置、点火プラグなどを含む。補機とは、エンジンを稼動させるためにエンジン本体以外に必要な周辺機器を意味する。負荷３１は、車内照明、メータパネル、灯火器などの車両に搭載される様々な電気機器を含んでいてもよい。
【００２１】
鉛蓄電池２０は、充放電が可能なバッテリである。鉛蓄電池２０は、例えば、アンチモン（Ｓｂ）など、鉛よりも水素過電圧の低い元素が正極格子、負極格子、または、電解液に含まれるバッテリ、または、それ以外のバッテリである。例えば、水素過電圧の低い元素がアンチモンである場合、その量は１質量％以上とされる。なお、水素過電圧の低い元素は、充放電により活物質中に含まれる場合もある。
【００２２】
鉛よりも水素過電圧の低い元素には、アンチモン以外にも、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、タリウム（Ｔｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、スズ（Ｓｎ）が挙げられる。特に、水素過電圧を下げる効果を得るためには、アンチモン、白金、金、タリウム、ニッケル、コバルト、鉄、銅を用いることが好ましい。
【００２３】
この鉛蓄電池２０は、オルタネータ３２の電力により充電を行う。鉛蓄電池２０は、スタータモータ３３、負荷３１、ＥＣＵ３０、および、バッテリメンテナンス性判定装置１０に電源を供給する。
【００２４】
ＥＣＵ３０は、エンジンの制御を行う。具体的には、ＥＣＵ３０は、スタータモータ３３の作動制御、オルタネータ３２の発電電圧の制御、補機の制御を行う。また、ＥＣＵ３０は、充放電制御情報を、バッテリメンテナンス性判定装置１０に送信する。
【００２５】
バッテリメンテナンス性判定装置１０は、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定や、鉛蓄電池２０のＳＯＣ（充電率：State of Charge）の監視および劣化度の監視などを行う。バッテリメンテナンス性判定装置１０は、タイミング判断部１１、センサ部１２、メンテナンス性判定部１３を有する。
【００２６】
ここで、バッテリメンテナンス性判定装置１０の各機能ブロックは、センサ部１２の素子（電流検出用抵抗など）を除いて、ワンチップの半導体集積回路として構成される。なお、バッテリメンテナンス性判定装置１０は、センサ部１２の素子を除いて、複数の半導体集積回路により構成されてもよい。また、バッテリメンテナンス性判定装置１０の一部またはセンサ部１２の素子を除いた全部が、ＥＣＵ３０或いは車両に搭載される他のＥＣＵと一緒に１つの半導体集積回路により構成されてもよい。さらに、バッテリメンテナンス性判定装置１０の複数の機能ブロックは、１つの機能ブロックに統合されてもよい。
【００２７】
タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から送られた充放電制御情報に基づいて、鉛蓄電池２０が放電制御から充電制御に切り替わるタイミングを判断する。タイミング判断部１１は、このタイミングでメンテナンス性判定部１３に信号を送り、鉛蓄電池２０が放電制御から充電制御に切り替わるタイミングであることをメンテナンス性判定部１３に通知する。
【００２８】
センサ部１２は、鉛蓄電池２０の充放電電流や電圧などの電気的変量を検出し、検出結果を示す信号をメンテナンス性判定部１３に出力する。例えば、センサ部１２は、鉛蓄電池２０の充電時において鉛蓄電池２０に流れる電流を検出する。また、センサ部１２は、鉛蓄電池２０の充電時における鉛蓄電池２０の端子間電圧を検出する。
【００２９】
メンテナンス性判定部１３は、タイミング判断部１１から通知されたタイミングでセンサ部１２から入力した信号に基づき、鉛蓄電池２０のメンテナンス性（すなわち、鉛蓄電池２０がメンテナンスが必要なものであるか否か）を判定するバッテリメンテナンス性判定処理を行う。
【００３０】
具体的には、メンテナンス性判定部１３は、上記電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた鉛蓄電池２０の充電受入れ性の高さに基づいて、鉛蓄電池２０のメンテナンス性を判定する。
【００３１】
また、充電受入れ性の高さとは、例えば、電気量Ｃｉ［Ａ・ｓ］の大きさである。電気量Ｃｉとは、鉛蓄電池２０の充電時に鉛蓄電池２０に流れる電流の積算量である。この場合、充電受入れ性は、電気量Ｃｉが大きいほど高いといえる。メンテナンス性判定部１３が行うバッテリメンテナンス性判定処理については後に詳しく説明する。
【００３２】
その後、メンテナンス性判定部１３は、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定結果をＥＣＵ３０に通知する。メンテナンス性判定部１３は、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定結果を、他の制御部に出力してもよい。
【００３３】
あるいは、バッテリメンテナンス性判定装置１０の図示しない表示部が鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定結果を表示したり、その結果に基づき警告表示を行ったり、バッテリメンテナンス性判定装置１０の図示しないスピーカがメンテナンス性判定結果を音や音声で出力したり、その結果に基づき音や音声で警告を行ったりしてもよい。
【００３４】
＜バッテリメンテナンス性判定処理＞
本発明の実施の形態１に係るバッテリメンテナンス性判定処理につき、図２、および、図３を参照しながら、以下に詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るバッテリメンテナンス性判定処理を示すフロー図である。図３は、鉛蓄電池２０の電気量Ｃｉと充放電サイクルとの関係の一例を示す図である。図３は、車両の挙動を模擬した実験により得られたものである。
【００３５】
ここで、図３に示したグラフの縦軸は、１４．５Ｖの定電圧で充電する場合において、ＳＯＣが９０％である場合の電気量Ｃｉ［Ａ・ｓ］である。また、図３の横軸は、充放電のサイクル数を示している。具体的には、このサイクル数は、充電と所定電圧（所定のＳＯＣ）までの放電とを繰り返した回数である。
【００３６】
図３において、Ｌ１は、アンチモンが含まれていない鉛蓄電池２０を用いた実験結果を示すグラフであり、Ｌ２は、アンチモンが２．５質量％含まれた鉛蓄電池２０を用いた実験結果を示すグラフである。
【００３７】
例えば、Ｌ１のグラフに示されるように、アンチモンが含まれていない鉛蓄電池２０では、サイクル数が小さいうちは電気量Ｃｉがやや増加するが、サイクル数が多くなると電気量Ｃｉが減少に転ずる。
【００３８】
一方、Ｌ２のグラフに示されるように、アンチモンが含まれている鉛蓄電池２０では、サイクル数が少ないうちから、アンチモンが含まれていない鉛蓄電池２０よりも電気量Ｃｉが大きく増加し、サイクル数が多くなっても電気量Ｃｉが大きく減少することはない。
【００３９】
メンテナンス性判定部１３は、このような違いを利用して、鉛蓄電池２０のメンテナンス性を判定するバッテリメンテナンス性判定処理を実行する。
【００４０】
例えば、メンテナンス性判定部１３は、サイクル数が所定のサイクル数（図３の例では、例えば、３００）を超えた範囲で得られた各電気量Ｃｉが所定の電気量Ｃｔｈ（図３の例では、例えば、１１０）よりも大きいか否かを判定することにより、メンテナンス性を判別する。以下に、このバッテリメンテナンス性判定処理について詳しく説明する。
【００４１】
メンテナンス性判定部１３は、タイミング判断部１１から充電開始のタイミングを通知されると、図２に一例を示すバッテリメンテナンス性判定処理を開始する。
【００４２】
このバッテリメンテナンス性判定処理ではまず、メンテナンス性判定部１３は、電気量Ｃｉを初期値（例えばゼロ）に設定し（ステップＳ１）、時間計測を開始する（ステップＳ２）。ここで、電気量Ｃｉは、バッテリメンテナンス性判定装置１０に設けられた記憶装置（図示せず）にサイクル数と対応付けて記憶される。
【００４３】
その後、メンテナンス性判定部１３は、センサ部１２から充電電流Ｉを示す信号を取得し（ステップＳ３）、充電電流Ｉを時間で積分することで電気量Ｃｉの値を算出する。そして、メンテナンス性判定部１３は、算出の結果得られた電気量Ｃｉの値で記憶装置に記憶された電気量Ｃｉの値を更新する（ステップＳ４）。
【００４４】
メンテナンス性判定部１３は、ステップＳ２において計測を開始してから所定時間を経過したかを判別する（ステップＳ５）。
【００４５】
ステップＳ２で計測を開始してから所定時間を経過していない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ３の処理が再び実行される。これにより、所定時間が経過するまで、ステップＳ３、ステップＳ４の処理が繰り返される。
【００４６】
一方、ステップＳ２で計測を開始してから所定時間を経過した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、メンテナンス性判定部１３は、記憶装置にサイクル数と対応付けて記憶されている各電気量Ｃｉの情報を読み出し、該情報を取得する（ステップＳ６）。なお、ここで読み出される各電気量Ｃｉの情報は、所定のサイクル数（図３の例では、例えば、３００）を超えた範囲で得られた各電気量Ｃｉの情報である。
【００４７】
続いて、メンテナンス性判定部１３は、取得した各電気量Ｃｉが所定の電気量Ｃｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ７）。
【００４８】
メンテナンス性判定部１３は、取得した各電気量Ｃｉが閾値Ｃｔｈ以上である場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いもの（鉛よりも水素過電圧の低い元素が含まれているもの）であると判定する（ステップＳ８）。
【００４９】
一方、メンテナンス性判定部１３は、取得した各電気量Ｃｉが閾値Ｃｔｈ未満である場合（ステップＳ７：ＮＯ）、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が低いもの（鉛よりも水素過電圧の低い元素が含まれていないもの）であると判定する（ステップＳ９）。
【００５０】
なお、充電受入れ性の高さは、電気量Ｃｉの大きさに限定されない。例えば、充電受入れ性の高さとは、鉛蓄電池２０の充電時に鉛蓄電池２０の端子間電圧が、第１の電圧から第１の電圧よりも高い第２の電圧に到達するまでの所要時間の長さであってもよい。充電受入れ性は、この所要時間が長いほど高いといえる。
【００５１】
この場合、例えば、メンテナンス性判定部１３は、異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた各所要時間が所定の時間以下である場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いものであると判定する。
【００５２】
一方、メンテナンス性判定部１３は、各所要時間が所定の時間より大きい場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が低いものであると判定する。ここで、上記所定の時間は、実験等を行うことにより適宜設定される。
【００５３】
また、充電受入れ性の高さは、鉛蓄電池２０の充電時における所定時間内の端子間電圧の変化量の大きさであってもよい。充電受入れ性は、所定時間内の電圧の変化量が小さいほど高いといえる。
【００５４】
この場合、例えば、メンテナンス性判定部１３は、異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた各変化量が所定の変化量以上である場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いものであると判定する。
【００５５】
一方、メンテナンス性判定部１３は、各変化量が所定の変化量未満である場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が低いものであると判定する。ここで、上記所定の変化量は、実験等を行うことにより適宜設定される。
【００５６】
また、充電受入れ性の高さは、鉛蓄電池２０の充電時における鉛蓄電池２０の内部抵抗の小ささであってもよい。充電受入れ性は、この内部抵抗が小さいほど高いといえる。
【００５７】
この場合、例えば、メンテナンス性判定部１３は、異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた内部抵抗の各値が所定の値以下である場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いものであると判定する。
【００５８】
一方、メンテナンス性判定部１３は、上記内部抵抗の各値が所定の値より大きい場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が低いものであると判定する。ここで、上記所定の値は、実験等を行うことにより適宜設定される。
【００５９】
さらに、メンテナンス性判定部１３は、異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた鉛蓄電池２０の充電受入れ性の高さに基づいて充電受入れ性の高さの変化量を算出し、その変化量に基づいて鉛蓄電池２０のメンテナンス性を判定することとしてもよい。
【００６０】
例えば、図３の例では、サイクル数が０回から３３０回の範囲において、アンチモンが含まれていない鉛蓄電池２０の電気量Ｃｉの変化量（Ｌ１のグラフを参照）よりも、アンチモンが含まれている鉛蓄電池２０の電気量Ｃｉの変化量（Ｌ２のグラフを参照）の方が大きくなっている。
【００６１】
そのため、例えば、メンテナンス性判定部１３は、サイクル数が０回から３３０回の範囲における電気量Ｃｉの変化量が所定の変化量以上である場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いものであると判定する。
【００６２】
一方、メンテナンス性判定部１３は、上記変化量が所定の変化量より小さい場合に、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が低いものであると判定する。ここで、上記所定の変化量は、実験等を行うことにより適宜設定される。
【００６３】
さらに、メンテナンス性判定部１３は、充電受入れ性の高さの変化量に基づくメンテナンス性の判定方法を、前述したそれ以外の判定方法と組み合わせて用いてもよい。
【００６４】
例えば、メンテナンス性判定部１３は、所定のサイクル数の範囲（図３の例では、例えば、サイクル数が０から３３０の範囲）における電気量Ｃｉの変化量が所定の変化量よりも大きいか否か、および、所定のサイクル数を超えた範囲（図３の例では、例えば、サイクル数が３００を超えた範囲）で得られた各電気量Ｃｉが所定の電気量Ｃｔｈよりも大きいか否かを組み合わせて判定することとしてもよい。
【００６５】
この場合、例えば、メンテナンス性判定部１３は、所定のサイクル数の範囲における電気量Ｃｉの変化量が所定の変化量よりも大きく、かつ、所定のサイクル数を超えた範囲で得られた各電気量Ｃｉが所定の電気量Ｃｔｈよりも大きい場合、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いものであると判定する。
【００６６】
一方、メンテナンス性判定部１３は、それ以外の場合、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が低いものであると判定する。
【００６７】
このように、本実施の形態によれば、センサ部１２が、鉛蓄電池２０の電気的変量を検出し、メンテナンス性判定部１３が、電気的変量の検出により異なる複数の充放電のサイクルにおいて得られた鉛蓄電池２０の充電受入れ性の高さに基づいて鉛蓄電池２０のメンテナンス性を判定する。これにより、鉛蓄電池２０が、メンテナンス性が高いもの（鉛よりも水素過電圧の低い元素が含まれたもの）であるか否かを効果的に判定することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
＜バッテリメンテナンス性判定装置を備える車両の構成＞
本発明の実施の形態２に係るバッテリメンテナンス性判定装置４０を備える車両の構成につき、図４を参照しながら、以下に詳細に説明する。図４は、実施の形態２に係るバッテリメンテナンス性判定装置４０を備える車両の一部を示すブロック図である。なお、図４において、図１と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
本実施の形態に係るバッテリメンテナンス性判定装置４０は、主にエンジンの動力で走行する車両に搭載される。
【００７０】
車両は、鉛蓄電池２０と、ＥＣＵ３０と、負荷３１と、オルタネータ３２と、スタータモータ３３と、リレー３４と、バッテリメンテナンス性判定装置４０とを備えている。
【００７１】
鉛蓄電池２０は、スタータモータ３３、リレー３４、負荷３１、ＥＣＵ３０、バッテリメンテナンス性判定装置４０に電源を供給する。
【００７２】
リレー３４は、スタータモータ３３を始動させるためのスイッチである。リレー３４がオンとなりスタータモータ３３のＣ端子に電圧が出力されると、スタータモータ３３の内部状態が切り換わって、Ｂ端子から電流を入力し、スタータモータ３３が回転し始める。リレー３４は、例えばＥＣＵ３０の作動制御信号に基づき、鉛蓄電池２０の電力によってオン、オフが切り替わる。
【００７３】
バッテリメンテナンス性判定装置４０は、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定を行う。加えて、バッテリメンテナンス性判定装置４０は、鉛蓄電池２０のＳＯＣの監視および劣化度の監視などを行う機能を備えていてもよい。
【００７４】
バッテリメンテナンス性判定装置４０は、タイミング判断部１１、センサ部１２、内部抵抗算出部１４、メンテナンス性判定部１５を有する。
【００７５】
バッテリメンテナンス性判定装置４０の各機能ブロックは、センサ部１２の素子（電流検出用抵抗など）を除いて、ワンチップの半導体集積回路として構成される。なお、バッテリメンテナンス性判定装置４０は、センサ部１２の素子を除いて、複数の半導体集積回路により構成されてもよい。また、バッテリメンテナンス性判定装置４０の一部またはセンサ部１２の素子を除いた全部が、ＥＣＵ３０或いは車両に搭載される他のＥＣＵと一緒に１つの半導体集積回路により構成されてもよい。さらに、バッテリメンテナンス性判定装置４０の複数の機能ブロックは、１つの機能ブロックに統合されてもよい。
【００７６】
タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から送られた充放電制御情報に基づいて、鉛蓄電池２０が放電制御から充電制御に切り替わるタイミングを判断する。タイミング判断部１１は、このタイミングで内部抵抗算出部１４に信号を送り、鉛蓄電池２０が放電制御から充電制御に切り替わるタイミングであることを内部抵抗算出部１４に通知する。
【００７７】
センサ部１２は、鉛蓄電池２０の充放電電流や電圧などの電気的変量を検出し、検出結果を示す信号を内部抵抗算出部１４に出力する。例えば、センサ部１２は、鉛蓄電池２０の充電時において鉛蓄電池２０に流れる電流を検出する。また、センサ部１２は、鉛蓄電池２０の充電時における鉛蓄電池２０の端子間電圧を検出する。
【００７８】
内部抵抗算出部１４は、タイミング判断部１１により通知されたタイミングで、センサ部１２から鉛蓄電池２０の充放電電流、および、電圧の検出値を取り込み、これらを用いて鉛蓄電池２０の性能を示す直流内部抵抗（ＤＣＩＲ：Direct Current Internal Resistance）を算出する。そして、内部抵抗算出部１４は、直流内部抵抗の算出結果をメンテナンス性判定部１５に出力する。内部抵抗算出処理の詳細は後述する。
【００７９】
メンテナンス性判定部１５は、内部抵抗算出部１４から入力した直流内部抵抗の算出結果に基づいてメンテナンス性の判定を行う鉛蓄電池２０を選別し、選別した鉛蓄電池２０に対して上記実施の形態１のようにして充電受入れ性に基づくメンテナンス性の判定を行う。
【００８０】
なお、本実施の形態では、直流内部抵抗に基づいてメンテナンス性の判定を行う鉛蓄電池２０を選別した後に充電受入れ性に基づくメンテナンス性の判定を行うが、先に充電受入れ性に基づいてメンテナンス性を判定し、直流内部抵抗に基づく性能の判定を行う鉛蓄電池を選別した後、直流内部抵抗に基づいて性能の判定を行っても良い。
【００８１】
充電受入れ性および直流内部抵抗に基づいてメンテナンス性、および、性能を判定することで、鉛蓄電池２０の性状をより効果的に判定することができる。
【００８２】
例えば、メンテナンス性判定部１５は、直流内部抵抗が所定の抵抗値未満である性能の高い鉛蓄電池２０を選別し、選別した性能の高い鉛蓄電池２０に対してメンテナンス性の判定処理を行う。あるいは、メンテナンス性判定部１５は、直流内部抵抗が所定の抵抗値以上である性能の低い鉛蓄電池２０を選別し、選別した性能の低い鉛蓄電池２０に対してメンテナンス性の判定処理を行ってもよい。これにより、メンテナンス性の判定対象を狭めることができるので、より詳細なメンテナンス性の判別が可能となる。
【００８３】
その後、メンテナンス性判定部１５は、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定結果をＥＣＵ３０に通知する。メンテナンス性判定部１５は、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定結果を、他の制御部に出力してもよい。あるいは、バッテリメンテナンス性判定装置４０の図示しない表示部が、鉛蓄電池２０のメンテナンス性判定結果を表示したり、その結果に基づき警告表示を行ったり、バッテリメンテナンス性判定装置４０の図示しないスピーカがメンテナンス性判定結果を音や音声で出力したり、その結果に基づき音や音声で警告を行ったりしてもよい。
【００８４】
＜内部抵抗算出処理＞
本発明の実施の形態２に係る内部抵抗算出処理につき、図５から図７を参照しながら、以下に詳細に説明する。図５は、クランキング時の鉛蓄電池２０の端子間電圧、および、充放電電流の大きさを示す図である。図６は、図５の範囲Ｗ１の部分を拡大した図である。図７は、データ取得のタイミングについて説明する図である。
【００８５】
内部抵抗算出部１４は、例えば、２点法により直流内部抵抗を算出する。２点法では、第１のタイミングで検出された鉛蓄電池２０の端子間電圧、および、充放電電流と、第２のタイミングで検出された鉛蓄電池２０の端子間電圧、および、充放電電流とを用いて、次式（１）により直流内部抵抗が算出される。
【００８６】
Ｒｉ ＝ （Ｖ１−Ｖ２）／（Ｉ１−Ｉ２）          ・・・（１）
【００８７】
ここで、Ｒｉは直流内部抵抗、Ｖ１は第１のタイミングにおける鉛蓄電池２０の端子間電圧、Ｖ２は第２のタイミングにおける鉛蓄電池２０の端子間電圧、Ｉ１は第１のタイミングにおける充放電で鉛蓄電池２０に流れる電流値、Ｉ２は第２のタイミングにおける充放電で鉛蓄電池２０に流れる電流値である。
【００８８】
ここで、鉛蓄電池２０の端子間電圧と充放電で鉛蓄電池２０に流れる電流値とを取得するタイミングとしては、例えば、以下に説明するクランキング前後の所定のタイミングが採用される。
【００８９】
図５の範囲Ｗ１に示すように、クランキングの際、スタータモータ３３の回転開始時には、非常に大きな電流がスタータモータ３３に流れる。続いて、図５の範囲Ｗ２に示すようなスタータモータ３３とエンジンのクランクとが数回回転する期間を経て、エンジンが駆動する。
【００９０】
なお、ＥＣＵ３０は、スタータモータ３３を始動させる際、リレー３４をオンに切り替える作動制御信号を出力する。リレー３４では、僅かな期間Ｔ１（図６を参照）に物理的に接点が移動して、オフからオンに切り換わる。この期間Ｔ１には、電力により物理的な動作を起こさせるため、リレー３４の動作電圧および電流は、比較的大きく変化する。
【００９１】
リレー３４がオンの状態に切り替わると、スタータモータ３３のＣ端子に電圧が出力される。その後僅かな安定期間Ｔ２を経て、スタータモータ３３のＢ端子に大電流が流れ、スタータモータ３３が回転し始める。
【００９２】
この安定期間Ｔ２では、リレー３４に出力される電流が安定し、これにより鉛蓄電池２０の電圧も安定する。また、この安定期間Ｔ２では、鉛蓄電池２０の端子間電圧、および、充放電で鉛蓄電池２０に流れる電流値は、所定の変動範囲に収まる。これらが所定の変動範囲に収まるということは、開回路電圧（ＯＣＶ）に対する鉛蓄電池２０の充電分極の影響を低減する作用が得られる程度に変動範囲が小さいということを示す。
【００９３】
内部抵抗算出部１４は、クランキング前の安定期間Ｔ２の何れかのタイミングを第１のタイミングＡ１として、センサ部１２から端子間電圧、および、充放電で鉛蓄電池２０に流れる電流の検出値を取得する。
【００９４】
また、安定期間Ｔ２後のスタータモータ３３が始動する期間Ｔ３では、急激な電流がスタータモータ３３へ出力され、これに伴って、鉛蓄電池２０の電圧降下が生じる。
【００９５】
内部抵抗算出部１４は、クランキング時に電圧が実質的に最も降下するタイミングを第２のタイミングＡ２として、センサ部１２から端子間電圧、および、充放電電流の検出値を取得する。そして、内部抵抗算出部１４は、第１のタイミングＡ１における検出値と第２のタイミングＡ２における検出値とから、上述の式（１）を用いて、鉛蓄電池２０の直流内部抵抗を算出する。
【００９６】
このように、安定した電流出力のある安定期間Ｔ２内の検出値を第１のタイミングＡ１における検出値として使用することで、鉛蓄電池２０の分極の影響を少なくした直流内部抵抗の算出が可能となる。
【００９７】
また、クランキング時の大きな電流が出力されている期間Ｔ３内の検出値を第２のタイミングＡ２の検出値として使用することで、クランキング時の大きな電流変化の時定数に対応できる直流内部抵抗の算出が可能となる。
【００９８】
ここで、クランキング時の電圧が実質的に最も下降する第２のタイミングＡ２とは、図７に示すように、電圧が実際に最も下降したタイミングＢ１としてもよいし、このタイミングＢ１の前後に僅かにすれたタイミングとしてもよい。
【００９９】
タイミングＢ１の前後に僅かにずれたタイミングとしては、図７に示すように、タイミングＢ１より前の許容誤差期間Ｔ５内のタイミングと、タイミングＢ１より後の許容誤差期間Ｔ６内のタイミングとが採用できる。これらの許容誤差期間Ｔ５、Ｔ６が、鉛蓄電池２０の端子間電圧が実質的に最小となる大電流出力期間に相当する。
【０１００】
タイミングＢ１より前の許容誤差期間Ｔ５は、例えば５ｍｓ、より好ましくは３ｍｓである。タイミングＢ１より後の許容誤差期間Ｔ６は、例えば１５ｍｓ、より好ましくは１０ｍｓである。典型的には、タイミングＢ１より前の許容誤差期間Ｔ５は、タイミングＢ１より後の許容誤差期間Ｔ６より短くなる。
【０１０１】
ここで、検出値を取得する第２のタイミングＡ２が、許容誤差期間Ｔ５、Ｔ６の範囲で、変化することで、内部抵抗算出部１４により算出される直流内部抵抗も変化する。しかしながら、上記のような許容誤差期間Ｔ５、Ｔ６を採用することで、直流内部抵抗の算出結果は、直流内部抵抗の許容誤差の閾値ＤＣＩＲｔｈを超えない値となる。
【０１０２】
そして、上述したように、内部抵抗算出部１４により算出された直流内部抵抗に基づいてメンテナンス性の判定を行う鉛蓄電池２０が選別され、選別された鉛蓄電池２０に対してメンテナンス性の判定が行われる。このメンテナンス性の判定は、実施の形態１で説明したような方法で行われる。
【０１０３】
なお、ここでは、式（１）により鉛蓄電池２０の直流内部抵抗を算出することとしたが、鉛蓄電池２０の内部抵抗を算出する方法はこれに限らず、他の方法を用いることとしてもよい。
【０１０４】
例えば、安定期間Ｔ２内の複数のタイミングの電圧と充放電電流と、大電流が出力されるクランキング時の許容誤差期間Ｔ５、Ｔ６内の複数のタイミングの電圧と充放電電流とを用いて、ＩＶプロット法により、鉛蓄電池２０の直流内部抵抗を算出してもよい。
【０１０５】
このように、本実施の形態によれば、内部抵抗算出部１４が、鉛蓄電池２０の端子間電圧の値と鉛蓄電池２０に流れる電流の電流値とに基づいて、鉛蓄電池２０の内部抵抗を算出し、メンテナンス性判定部１５が、その内部抵抗に基づいてメンテナンス性の判定を行う鉛蓄電池２０を選別し、選別した鉛蓄電池２０に対してメンテナンス性の判定を行う。これにより、メンテナンス性の判定対象を狭めることができるので、より詳細なメンテナンス性の判別が可能となる。
【０１０６】
本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【０１０７】
例えば、上記実施の形態では、電気量Ｃｉと比較する電気量Ｃｔｈを一定値としたが、ＳＯＣ、または、周辺温度に応じて閾値Ｃｔｈを変化させてもよい。
【０１０８】
ＳＯＣや周囲温度を用いて電気量Ｃｔｈを変化させる場合、例えば、バッテリメンテナンス性判定装置１０、４０に設けられた記憶装置（図示せず）に、さまざまなＳＯＣや周囲温度の値と電気量Ｃｔｈとの対応関係を記憶しておき、メンテナンス性を判定する際に、記憶装置からその時点におけるＳＯＣや周囲温度の値に対応する電気量Ｃｔｈを読み出して、電気量Ｃｉとの比較に用いることとすればよい。ここで、上記対応関係は、実験等を行うことにより適宜設定される。
【０１０９】
また、上記実施の形態では、鉛蓄電池２０が、鉛よりも水素過電圧の低い元素を含むか否かを判定することにより、鉛蓄電池２０が、上記元素が含まれていない鉛蓄電池よりもメンテナンス性が高いか否かを判定する場合について説明した。
【０１１０】
しかし、本発明はこれに限定されず、異なる複数の充放電のサイクルにおいて鉛蓄電池の充電受入れ性の高さが鉛蓄電池の種別に応じて異なるのであれば、鉛蓄電池２０が、鉛よりも水素過電圧の低い元素を含むものであるか否か以外の鉛蓄電池２０の種別の判定を実行し、その結果に基づいて鉛蓄電池２０のメンテナンス性がその他の蓄電池と比べて高いものであるか否かを判定することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、例えば車両に搭載される鉛蓄電池のメンテナンス性を判定する装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０、４０  バッテリメンテナンス性判定装置
１１  タイミング判断部
１２  センサ部
１３、１５  メンテナンス性判定部
１４  内部抵抗算出部
２０  鉛蓄電池
３０  ＥＣＵ
３１  負荷
３２  オルタネータ
３３  スタータモータ
３４  リレー
【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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【図７】
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