(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の状態を検知するための電池状態検知装置を備えた車両用電池であって、
前記電池状態検知装置は、前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電流測定手段および前記電圧測定手段で測定された電流および電圧から前記電池の充電状態および劣化状態を推定し、該推定した充電状態および劣化状態に基づいて車両のエンジン始動の可否判定および前記電池の交換判定を行う判定手段とを有して構成されており、
前記電流測定手段は、前記上蓋の上面、かつ、前記上蓋に立設された外部端子のうちいずれか一方の外部端子の基部周囲に配置されたホール式電流センサであり、
前記電流測定手段と、前記電圧測定手段および前記判定手段とは一体化され前記上蓋に形成された凹陥部に分離可能に固定されている、
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記電池状態検知装置は、前記判定手段で推定した電池の充電状態および劣化状態、並びに、車両のエンジン始動の可否判定および前記電池の交換判定の結果を無線あるいは有線で運転席近傍に配置された報知装置に送信する送信手段をさらに有し、前記報知装置はブザー音もしくは音声出力によりまたはＬＥＤもしくは画面表示によりドライバに前記判定手段による推定ないし判定結果を報知することを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記送信手段は前記判定手段による推定ないし判定結果を有線で前記報知手段に送信し、前記電池および報知装置間の配線はアタッチメントにより取り外し可能であることを特徴とする請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記電池状態検知装置は、車両の制御部と通信する通信手段をさらに備え、前記判定手段がアイドリング・ストップ状態においてエンジン始動の可否判定について否定判定をしたときに、前記通信手段はエンジンを始動するように前記制御部に通信することを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記上蓋に立設された外部端子のうちいずれか一方の外部端子の基部からは前記電圧測定手段側に向けて第１の凸部が延出されているとともに、前記電圧測定手段からは前記第１の凸部側に向けて電圧を測定するための第１の電圧測定線が導出されており、前記第１の電圧測定線は前記第１の凸部の先端部に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記上蓋に立設された外部端子のうちいずれか他方の外部端子の基部からは前記電圧測定手段側に向けて第２の凸部が延出されているとともに、前記電圧測定手段からは前記第２の凸部側に向けて電圧を測定するための第２の電圧測定線が導出されており、前記第２の電圧測定線は前記第２の凸部の先端部に接合されていることを特徴とする請求項５に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池に係り、特に、電池の状態を検知するための電池状態検知装置を備えた車両用電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン自動車（車両）による排ガスの削減および燃費向上のため、アイドルストップ・スタート（以下、ＩＳＳという。）システムが注目されており、アイドルストップ可能な状態を判定する技術が望まれている。鉛電池はこの種の用途に対応できる代表的な電池である。鉛電池の充電状態は、例えば、鉛電池に流れる充放電電気量を計測することにより求めることができる（特許文献１参照）。また、鉛電池の健康状態は、例えば、電流や電流および電圧から健康状態を求めることができる（特許文献２、３参照）。
【０００３】
一般に、車両用電池と電池の状態を検知する電池状態検知装置とは別体として構成されているが、全体の小型化を図るため、鉛電池の上蓋内に、電池の状態を表示する電池状態表示部と、電池の状態を検知する電池状態判定部とを有する電池状態検知装置を備えた車両用電池も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９８５０４号公報
【特許文献２】特開２００６−０１０６０１号公報
【特許文献３】特許第３１８８１００号
【特許文献４】特開２００５−３３９９６９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、ＩＳＳシステムを装備した車両は現在のところまだ少ない。このため、手動でＩＳＳを試みる一般ユーザが増えつつあるが、信号待ちなどでアイドルストップした後のエンジン再始動ができない場合、後続車による追突などの事故につながる危険性がある。一方、上記特許文献４の技術では、電池の流れる電流を測定していないため、大凡の電池状態を検知することができるものの、正確な電池状態を検知することは難しい。従って、アイドルストップ可能な状態を判定する場合には、安全側での判定が行われ、エンジン再始動（アイドルストップ）が可能であるにもかかわらず、エンジン停止をしてはならない、という判定がなされるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事案に鑑み、ＩＳＳシステムを装備していない車両で、手動により安全にＩＳＳを可能とする電池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、電池の状態を検知するための電池状態検知装置を備えた車両用電池であって、前記電池状態検知装置は、前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段と、前記電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電流測定手段および前記電圧測定手段で測定された電流および電圧から前記電池の充電状態および劣化状態を推定し、該推定した充電状態および劣化状態に基づいて車両のエンジン始動の可否判定および前記電池の交換判定を行う判定手段とを有して構成されており、前記電流測定手段は、前記上蓋の上面、かつ、前記上蓋に立設された外部端子のうちいずれか一方の外部端子の基部周囲に配置されたホール式電流センサであり、前記電流測定手段と、前記電圧測定手段および前記判定手段とは一体化され前記上蓋に形成された凹陥部に分離可能に固定されている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、電池状態検知装置は、判定手段で推定した電池の充電状態および劣化状態、並びに、車両のエンジン始動の可否判定および電池の交換判定の結果を無線あるいは有線で運転席近傍に配置された報知装置に送信する送信手段をさらに有し、報知装置はブザー音もしくは音声出力によりまたはＬＥＤもしくは画面表示によりドライバに判定手段による推定ないし判定結果を報知するようにしてもよい。この場合に、送信手段は判定手段による推定ないし判定結果を有線で報知手段に送信し、電池および報知装置間の配線はアタッチメントにより取り外し可能であることが好ましい。さらに、電池状態検知装置は、車両の制御部と通信する通信手段を備え、判定手段が、アイドリング・ストップ状態においてエンジン始動の可否判定について否定判定をしたときに、通信手段はエンジンを始動するように制御部に通信するようにしてもよい。また、本発明において、上蓋に立設された外部端子のうちいずれか一方の外部端子の基部からは電圧測定手段側に向けて第１の凸部が延出されているとともに、電圧測定手段からは第１の凸部側に向けて電圧を測定するための第１の電圧測定線が導出されており、第１の電圧測定線は第１の凸部の先端部に接合されていてもよい。このとき、上蓋に立設された外部端子のうちいずれか他方の外部端子の基部からは電圧測定手段側に向けて第２の凸部が延出されているとともに、電圧測定手段からは第２の凸部側に向けて電圧を測定するための第２の電圧測定線が導出されており、第２の電圧測定線は第２の凸部の先端部に接合されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電池状態検知装置が、電池の電圧を測定する電圧測定手段の他に、電池に流れる電流を測定する電流測定手段を有しており、電圧測定手段および電流測定手段で測定された電流および電圧から、判定手段が、電池の充電状態および劣化状態を推定し、該推定した充電状態および劣化状態に基づいて車両のエンジン始動の可否判定および電池の交換判定を行うので、ＩＳＳシステムを装備していない車両で、手動により安全にＩＳＳを可能とすることができるとともに、電流測定手段は、上蓋の上面、かつ、前記上蓋に立設された外部端子のうちいずれか一方の外部端子の基部周囲に配置されたホール式電流センサであり、電流測定手段と、電圧測定手段および判定手段とは一体化され上蓋に形成された凹陥部に分離可能に固定されているので、電池状態検知装置および電池が一体化されＩＳＳシステムを装備していない車両への搭載が容易となる、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】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明をガソリンエンジン車等の車両に搭載される鉛電池に適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
（鉛電池の構成）
図１に示すように、本実施形態の鉛電池１０は、電池容器となる略角型の電槽を有しており、電槽内には合計６組の極板群が収容されている。電槽の材質には、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等の高分子樹脂を用いることができる。各極板群は複数枚の負極板および正極板がセパレータを介して積層されており、セル電圧は２．０Ｖである。このため、鉛電池１０の公称電圧は１２Ｖとされている。
【００１２】
電槽は、電槽の上部開口を密閉するＰＰ等の高分子樹脂製の上蓋１に接着ないし溶着されている。上蓋１は金型を使用した射出成型により形成されたものである。上蓋１の一側（図１の下側）には、上蓋１にインサート成型された鉛部材のブッシング５が立設されている。ブッシング５は、鉛電池１０を電源として外部へ電力を供給するための正極外部端子および負極外部端子として機能する。
【００１３】
図１および図２に示すように、上蓋１の上面、かつ、正極外部端子として機能するブッシング５の基部周囲には、ホール式の電流センサ２が配置されている。また、電流センサ２の近傍で、上蓋１の一側かつブッシング５間には鉛電池１０の電池状態を検知するための電池状態検知装置３が配置されている。電流センサ２および電池状態検知装置３は、コイルおよびプリント基板上に個別の電子部品をマウントしたものをＰＰ製のケース内に収容したもので、上蓋１の一側に形成された凹陥部に嵌合、固定されている。このため、電流センサ２および電池状態検知装置３は上蓋１と分離可能な構造となっている。なお、電池状態検知装置３は、後述するように、鉛電池１０に流れる電流、鉛電池１０の電圧および温度から鉛電池１０の充電状態（ＳＯＣ）および劣化状態（ＳＯＨ）を推定し、推定した充電状態および劣化状態に基づいて車両のエンジン始動の可否判定および鉛電池１０の交換判定を行う。
【００１４】
図２に示すように、上蓋５に埋設されたブッシング５の基部の略中央からは、電池状態検知装置３側に向けて凸部７が延出されている。一方、電池状態検知装置３からは鉛電池１０の電圧を測定するための電圧測定線６が導出されており、電圧検出線６はブッシング５の凸部７とはんだ付けにより接合（接続）されている。なお、図２では、正極外部端子となるブッシング５との接続状態を示したが、同様に、負極外部端子となるブッシング５の凸部と電池状態検知装置３から導出された電圧測定線ともはんだ付けにより接合されている。
【００１５】
また、電槽の略中央部かつ上部（上蓋１側）には、鉛電池１０の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ（不図示）を収容する丸孔が形成されており、温度センサはこの丸孔内に接着剤等で固定されている。温度センサのリード線は電池状態検知装置３まで導出されている。
【００１６】
電池状態検知装置３は、電圧測定手段、電流測定手段の一部および判定手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ、鉛電池１０の電圧を測定するための差動増幅回路、推定した鉛電池１０の充電状態、劣化状態、車両のエンジン始動の可否判定結果および鉛電池１０の交換判定結果を後述する報知装置４に出力する送信手段としての出力回路、並びに、車両側制御システム１１と無線通信を行う通信手段としての通信回路等を含んで構成されており、作動電源は鉛電池１０から供給される。マイコンは、中央演算処理装置として機能するＣＰＵ、電池状態検知装置３の基本制御プログラムや後述する数式等のプログラムデータが格納されたＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして働くとともにデータを一時的に記憶するＲＡＭを含んで構成されている。
【００１７】
なお、電圧測定線６は上述した差動増幅回路を介して電池状態検知装置３のマイコンに内蔵されたＡ／Ｄコンバータに接続されている。また、電流センサ２および温度センサの出力側は、マイコンに内蔵されたＡ／Ｄコンバータにそれぞれ接続されている。このため、マイコンは、鉛電池１０の電圧、温度および鉛電池１０に流れる電流を所定時間毎にデジタル値で取り込むことができる。また、マイコンは、電圧、電流および温度を所定時間毎に（例えば、電圧、電流をそれぞれ２ｍ秒間隔、温度を１秒間隔で）それぞれサンプリングし、サンプリング結果をＲＡＭに格納する。さらに、電流については、放電電流と充電電流とに分け、それぞれの積算値を算出している。
【００１８】
電圧状態検知装置３は、推定した鉛電池１０の充電状態、劣化状態、車両のエンジン始動の可否判定結果および鉛電池１０の交換判定結果をドライバに報知するための報知装置４に配線（有線）で接続されている。このため、報知装置４は、通常、運転席近傍のドライバにとって見やすい位置に配置される。鉛電池１０（電池状態検知装置３）への配線は鉛電池１０側に配置された図示しないアタッチメント（コネクタ）により取り外し可能な構造が採られている。
【００１９】
図１に示すように、報知装置４には、鉛電池１０の劣化状態、充電状態、エンジン始動の可否、電池交換の要否をドライバに示すＬＥＤが配置されている。すなわち、報知装置４は、鉛電池１０の劣化状態、充電状態を示すためにそれぞれ３個のＬＥＤ、エンジン始動の可否、電池交換の要否を示すためにそれぞれ１個のＬＥＤを有している。各ＬＥＤの点灯、消灯は、上述した電池状態検知装置３の出力回路により制御される。このような出力回路は、電池状態検知装置３のマイコンに内蔵されたＤ／Ａコンバータ、プリント基板にマウントされたトランジスタ、抵抗等で構成されている。下表１はＬＥＤ点灯と鉛電池１０の電池状態との関係を示したものである。
【００２０】
【表１】
0005104191.tif 000002
【００２１】
（車両との関係）
次に、車両と鉛電池１０との関係について説明する。
【００２２】
図３に示すように、鉛電池１０の正極外部端子は、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧＮという。）１５の中央端子に接続されている。ＩＧＮ１５は、中央端子とは別に、ＯＦＦ端子、ＯＮ／ＡＣＣ端子およびＳＴＡＲＴ端子を有しており、中央端子とこれらＯＦＦ、ＯＮ／ＡＣＣおよびＳＴＡＲＴ端子のいずれかとは、ロータリー式に切り替え接続が可能である。
【００２３】
ＳＴＡＲＴ端子はエンジン始動用セルモータ（スタータ）１９に接続されている。セルモータ１９は、図示しないクラッチ機構を介してエンジン１８の回転軸に回転駆動力の伝達が可能である。
【００２４】
また、ＯＮ／ＡＣＣ端子は、エアコン、ラジオ、ランプ等の補機１６および一方向への電流の流れを許容する整流素子を含むレギュレータを介してエンジン１８の回転により発電する発電機１７の一端に接続されている。すなわち、レギュレータのアノード側は発電機１７の一端に、カソード側はＯＮ／ＡＣＣ端子に接続されている。エンジン１８の回転軸は、不図示のクラッチ機構を介して発電機１７に動力の伝達が可能である。このため、エンジン１８が回転状態にあるときは、不図示のクラッチ機構を介して発電機１７が作動し発電機１７からの電力が補機１６や鉛電池１０に供給（充電）される。なお、ＯＦＦ端子はいずれにも接続されていない。
【００２５】
（鉛電池の動作）
次に、本実施形態の鉛電池１０の動作について、電池状態検知装置３のマイコンのＣＰＵ（以下、単にＣＰＵと略称する。）を主体として、エンジン状態の検知、鉛電池１０の充電状態および健康状態の推定、エンジン始動の可否判定、電池の交換判定の順に説明する。
【００２６】
＜エンジン状態の検知＞
ＣＰＵは、取り込んだ鉛電池１０の電圧に基づいてエンジン状態を検知する機能を有している。すなわち、ＣＰＵは、鉛電池１０の電圧を常時監視（測定）し、測定した電圧の変化より、エンジン始動、エンジン起動中、エンジン停止のエンジン状態を検知する。
【００２７】
一般に、ガソリンエンジン車やディーゼルエンジン車等の内燃機関を有する車両では、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１０の端子間電圧は大きく降下する。このときの電圧降下およ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、鋭いピーク状の大電流が流れ、同時に鉛電池１０の端子間電圧は鋭い谷状の電圧降下を示す。後述するように、エンジン始動時における鉛電池の最低電圧値Ｖｐｅａｋ、鉛電池に流れる最大電流値Ｉｐｅａｋ、および、自動車（車両）の抵抗値との間には、オームの法則が成り立つ。付言すれば、このオームの法則が成り立つのは、最低電圧値Ｖｐｅａｋおよび最大電流値Ｉｐｅａｋをとるときの一瞬であり、それ以外のときにはオームの法則は成立しない。
【００２８】
ＣＰＵは、鉛電池１０の放電開始後Ｘ（１〜１００）ｍｓ以内にＹ（０．５０〜３．０）Ｖ以上の電圧降下（例えば、１５ｍｓ以内に１．５Ｖ以上の電圧降下）があり、かつ、その後にある所定値ａ（ａ：鉛電池１０のＯＣＶの１０９〜１２１％の電圧値）以上になったか否かを判断し、肯定判断のときにはエンジン始動があったものと判定する。一方、否定判断のときにはカーエアコンやカーナビゲーション等の車載電装品を起動させたものとみなす（エンジンは始動していないとみなす）。
【００２９】
ＣＰＵは、上述したエンジン始動の肯定判断の後、常時鉛電池１０の電圧が上述した所定値ａ以上（エンジンが起動中の場合は発電機（オルタネータ、レギュレータ）が作動しているため、鉛電池１０は充電状態となっており、電圧がＯＣＶより高くなる。）か否かを判断し、肯定判断のときにエンジン起動中と判定する。
【００３０】
（１）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池１０の電圧がある一定値ｂ以下になった場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｂの電圧値には、例えば、鉛電池１０のＯＣＶの１０３〜１０８％の電圧値を用いることができる。また、（２）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池１０の電圧がある一定値ｃ以上の速度で低下し、かつ、電圧の降下幅がある一定値ｄ以上の場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｃの電圧低下速度として１．０〜４．０Ｖ／ｓ、また、ｄの電圧降下幅として０．０５〜０．２０Ｖを用いることができる。さらに、（３）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池１０の電圧がある一定値ｅ以下に低下し、かつ、そのときの電圧の変化幅が、ある一定値ｆの時間幅で、ある一定値ｇ以下になった場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｅの電圧値として鉛電池１０のＯＣＶの１０２〜１０９％の電圧値、ｆの値として０．０１〜１．０ｓ、ｇの電圧の変化幅として０．１〜０．３Ｖを用いることができる。ＣＰＵは、（１）〜（３）のいずれかに該当したときに、エンジンが停止したもと判定する。このため、ＣＰＵは、アイドリング・ストップ状態（エンジンが停止し鉛電池１０に負荷がかかった状態）か否かを判断することができる。
【００３１】
ＣＰＵは、エンジン停止後、鉛電池１０の分極反応が解消した所定時刻（例えば、６時間経過後）に、鉛電池１０の電圧をＯＣＶとして取り込む。なお、ＣＰＵは内部時計によりエンジン停止後の時刻を把握している。
【００３２】
＜鉛電池のＳＯＣおよびＳＯＨの推定＞
一般に、鉛電池の残存容量Ｑ（Ａｈ）は次式（１）で求めることができる。なお、式（１）において、Ｑｆは走行前容量、Ｑｏｕｔは放電電流積算値、ｃ１は電流係数、Ｑｉｎは充電電流積算値、ｃ２は充電効率を表している。
【００３３】
【数１】
0005104191.tif 000003
【００３４】
本実施形態において、ＣＰＵは、走行前容量Ｑｆを次のように算出する。図４に示すように、劣化品のＯＣＶは新品（ＳＯＨ１００％）の直線より上方に平行移動する。ＳＯＨｃ％で新品に対し上方にｄＶ平行移動したとすると、ＳＯＨｘ％のときのＯＣＶ補正値ΔＯＣＶは次式（２）で表される。
【００３５】
【数２】
0005104191.tif 000004
【００３６】
新品の走行前容量Ｑｆを式（３）で表すとすると（ａ、ｂは定数）、劣化品の走行前容量Ｑｆは式（４）で表される。
【００３７】
【数３】
0005104191.tif 000005
【００３８】
図５に、補正後の残存容量ＱとＯＣＶの関係を示す。補正後、新品の直線（残存容量とＯＣＶとの関係を定めた一次式）にほぼ一致している。このため、ＣＰＵは、ＯＣＶを鉛電池１０のＳＯＨにより補正し、式（１）により鉛電池１０の残存容量Ｑ、すなわち、充電状態を算出（推定）する。なお、ＳＯＨは、例えば、上述した特許文献２、３等の技術を用いて求めることができる。
【００３９】
ＣＰＵは、算出した鉛電池１０の充電状態（ＳＯＣ）と健康状態（ＳＯＨ）の算出（推定）結果を上述した出力回路を介して報知装置４に表示する。
【００４０】
＜エンジン再始動の可否判定＞
図６はエンジン始動時の等価回路を示している。図６より、次式（５）、（６）が成り立つ。なお、式（５）、（６）において、Ｖｐｅａｋはエンジン始動時の鉛電池１０の最低電圧値、Ｉｐｅａｋはエンジン始動時の鉛電池１０に流れる最大電流値、ＯｕｔＲは自動車の抵抗値、ＩｎＲは鉛電池１０の内部抵抗を表している。
【００４１】
【数４】
0005104191.tif 000006
【００４２】
式（５）、（６）より次式（７）が成り立つ。
【００４３】
【数５】
0005104191.tif 000007
【００４４】
ＣＰＵは、式（８）に現在の残存容量推定値Ｑ、温度から求められたＯＣＶ（ＯＣＶｓｏｃ）、内部抵抗（ＩｎＲｓｏｃ）を代入することによりエンジン（再）始動時の最低電圧の推定値Ｖｅｘｐを算出する。
【００４５】
【数６】
0005104191.tif 000008
【００４６】
なお、自動車の抵抗値ＯｕｔＲは使用期間中ほとんど一定とみなせるため、本実施形態では、電池搭載後の数回のエンジン始動時の鉛電池１０の最低電圧値Ｖｐｅａｋを最大電流値Ｉｐｅａｋで除した値（の平均値）を求め、その値をＥＥＰＲＯＭに格納しておき、格納した値を読み出して自動車の抵抗値ＯｕｔＲとして用いた。電流センサ２の測定範囲が狭く、エンジン始動時の最大電流値Ｉｐｅａｋが測定できない場合には、次式（１１）により自動車の抵抗値ＯｕｔＲを算出してもよい。
【００４７】
【数７】
0005104191.tif 000009
【００４８】
式（１１）の内部抵抗ＩｎＲはエンジン始動時のＩＶデータを最小２乗近似することにより算出される内部抵抗である。また、自動車の抵抗値ＯｕｔＲは温度により若干異なる場合があるので温度補正してもよい。
【００４９】
ＣＰＵは、エンジン始動時の最低電圧の推定値Ｖｅｘｐがエンジン始動のための最低電圧値Ｖｍｉｎに対し、Ｖｅｘｐ≦Ｖｍｉｎか否かを判断する。なお、エンジン始動のための最低電圧値Ｖｍｉｎは車両により異なるが６．８〜７．８Ｖ程度である。本実施形態では７．２Ｖとした。
【００５０】
否定判断のときにはエンジンを停止しても鉛電池１０の残存容量でエンジンの再始動（ＩＳＳ）が可能と判断し、出力回路を介して報知装置４のエンジン始動可否表示用のＬＥＤが消灯（ＩＳＳが可能な状態を表示）するように制御する。肯定判断ときには、さらに、上述したアイドリング・ストップ状態にあるか否かを判断する。否定判断のときは、エンジン始動中で鉛電池１０が発電機１７により充電されＩＳＳが可能となるため、出力回路を介して報知装置４のエンジン始動可否表示用のＬＥＤが消灯するように制御する。肯定判断のときには、エンジン停止中（アイドリング・ストップ状態）で鉛電池１０が発電機１７により充電されずＩＳＳが不能となるため、出力回路を介して報知装置４のエンジン始動可否表示用のＬＥＤが点灯（ＩＳＳが不能な状態を表示）するように制御するとともに、通信回路を介して車両制御システム２０にエンジンを始動するように無線で通信する。これにより、報知装置４のエンジン始動可否表示用ＬＥＤは点灯し、ドライバはＩＳＳが不能であることが分かる。一方、車両制御システム２０はエンジン１８を始動させるため、鉛電池１０は発電機１７により充電される。上述したように、ＣＰＵは所定時間毎に鉛電池１０の電圧等を監視し上記演算を繰り返している。従って、エンジン始動後、若干の時間が経過すると、鉛電池１０は充電されＩＳＳが可能な状態となる。これに伴い、ＣＰＵは出力回路を介して報知装置４のエンジン始動可否表示用のＬＥＤが消灯するように制御する。
【００５１】
図７にエンジン始動時の最低電圧の推定値Ｖｅｘｐと真値の関係を示す。新品、劣化品ともにエンジン始動時の最低電圧の推定値Ｖｅｘｐが真値に対し概ね一致している。図７は２５°Ｃの結果であるが、他の温度についても確認済である。
【００５２】
＜電池の交換判定＞
上述したように、ＣＰＵはＳＯＨを算出している。このため、ＳＯＨが所定値（例えば、６０％）未満か否かを判断することで、鉛電池１０の交換が必要か否かを判断することができる。否定判断のときは、報知装置４の交換要否表示用のＬＥＤが消灯（交換が不要な状態を表示）するように制御し、肯定判断のときは、報知装置４の交換要否表示用のＬＥＤが点灯（交換が必要な状態を表示）するように制御する。
【００５３】
（効果等）
次に、本実施形態の鉛電池１０の効果等について説明する。
【００５４】
本実施形態の鉛電池１０では、電池状態検知装置３が、鉛電池１０に流れる電流を測定する電流センサ２を有しており、鉛電池１０に流れる電流および鉛電池１０の電圧から、鉛電池１０の充電状態および劣化状態を推定し、該推定した充電状態および劣化状態に基づいて車両のエンジン始動の可否判定および電池の交換判定を行う。このため、ＩＳＳシステムを装備していない車両で、ドライバが報知装置４を参照することにより、手動で安全にＩＳＳを可能とすることができる。また、電流センサ２、電圧を測定するための電圧測定線６、電池状態検知装置３が鉛電池１０の上蓋１に配設されているので、電池状態検知装置３および鉛電池１０が一体化され、ＩＳＳシステムを装備していない車両への搭載が容易となる。
【００５５】
また、本実施形態の鉛電池１０では、電流センサ２にホール式のものを用い、上蓋１に立設された正極外部端子の基部周囲に配置し、電流センサ２と電池状態検知装置３とを一体化して上蓋１の凹陥部に固定できる構造としたので、電池状態検知装置３および鉛電池１０の小型化および組立性の向上（コストの低減）を促進できるので、ＩＳＳシステムを装備していない車両への搭載がより容易となる。
【００５６】
さらに、本実施形態の鉛電池１０では、鉛電池１０（電池状態検知装置３）および報知装置４間の配線をアタッチメントにより取り外し可能な構成としたため、表示装置４を運転席に取り付けた後、鉛電池１０と接続できるため、取り付け作業を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施形態の鉛電池１０では、ＣＰＵが測定したＯＣＶを鉛電池１０のＳＯＨにより補正して鉛電池１０の残存容量（充電状態）を算出する。このため、鉛電池１０のＳＯＨに拘わらず残存容量とＯＣＶとの関係がほぼ一次式で表され、ＳＯＨによる一次式からのズレを防止することができるので、鉛電池１０の残存容量（充電状態）を精度よく算出することができる。従って、電池状態検知装置３はエンジン再始動の可否の誤判定を防止することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、鉛電池１０（電池状態検知装置３）と報知装置４とを有線で接続した例を示したが、本発明はこれに制限されず、無線を用いるようにしてもよい。また、本実施形態では、報知装置４にＬＥＤ表示の例を示したが、ブザー音または声または液晶パネルなどによる画面表示により電池状態を報知するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、アイドリング・ストップ状態でエンジン始動の可否判定が否判定の場合、無線により車両制御システム２０に通信する例を示したが、例えば、フォトカプラ等による有線通信やＩ／Ｏを介して車両制御システム２０と接続するようにしてもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、電池状態検知装置３を鉛電池１０の上蓋１に嵌合、固定する例を示したが、ねじ止め固定などで電池状態検知装置３を上蓋１から分離できるようにしてもよい。さらに、本実施形態では、ホール式電流センサ２を例示したが、シャント式電流センサを用いてもよい。ただし、シャント式電流センサの場合、端子であるブッシング５と電池内部の極板との間にシャント式電流センサを接続しなければならないため、構造が複雑となり、ホール式電流センサを使用した方がより簡便な構造で実現できるため、コスト的にも有利と考えられる。
【００６０】
また、有害物の進入を防止するため、上蓋１と電流センサ２および電池状態検知装置３の境界部分をシートまたはフィルムで被覆するようにしてもよい。さらに、比重センサ、液面センサを上蓋１内に内蔵するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明はＩＳＳシステムを装備していない車両で、手動により安全にＩＳＳを可能とする電池を提供するものであるため、電池の製造、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】
【００６２】
【図１】本発明が適用可能な実施形態の鉛電池の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面の断面図である。
【図３】実施形態の鉛電池を搭載した車両のブロック回路図である。
【図４】ΔＯＣＶの算出方法を説明するための説明図である。
【図５】補正後の鉛電池の残存容量とＯＣＶとの関係を示すグラフである。
【図６】エンジン始動時の自動車側および鉛電池側の等価回路を示す回路図である。
【図７】エンジン再始動時の最低電圧の推定値Ｖｅｘｐと真値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６３】
１  上蓋
２  電流センサ（電流測定手段の一部）
３  電池状態検知装置
５  ブッシング（外部端子）
６  電圧検出線（第１の電圧検出線）
７  凸部（第１の凸部）
１０  鉛電池（電池）
２０  車両制御システム（車両の制御部）
【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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