(57)【要約】【課題】鉛電池の電圧測定により劣化判定を正確に行うことができる劣化判定装置を提供する。【解決手段】ＡＩユニット１は、電圧測定部を介して鉛電池の電圧を測定し、演算部で、エンジン始動時に測定された電圧のうち最低電圧値Ｖｓｔを算出した（Ｓ１０４）後、ＥＥＰＲＯＭに格納された無劣化状態の鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０と直近で測定した鉛電池の最低電圧値Ｖｓｔとの電圧差ΔＶｓｔを算出する（Ｓ１１４）。次に、電圧差ΔＶｓｔが判定しきい値Ｖｔｈより大きいときに鉛電池が劣化したと暫定判定するとともに（Ｓ１１６）、該暫定判定が５回連続して行われたか否かを判断し（Ｓ１２０）、肯定判断のときに鉛電池が劣化したと判断してドライバに報知する（Ｓ１２４）。【選択図】図２
2009113702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載された鉛電池の劣化を判定する劣化判定装置において、
前記鉛電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記測定手段で測定された電圧のうち、前記鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された直近の最低電圧値Ｖｓｔと予め設定された劣化判定しきい値Ｖｔｈとに基づいて前記鉛電池の劣化を判定する第１劣化判定手段と、
前記第１劣化判定手段による前記鉛電池の劣化判定が複数回連続して行われた否かを判断し、肯定判断のときに前記鉛電池が劣化したと判定する第２劣化判定手段と、
を備えた劣化判定装置。
【請求項２】
前記第１劣化判定手段は、前記最低電圧値Ｖｓｔが前記劣化判定しきい値Ｖｔｈより小さいときに前記鉛電池が劣化したと判定することを特徴とする請求項１に記載の劣化判定装置。
【請求項３】
前記第１劣化判定手段は、前記算出手段により前記鉛電池の無劣化状態で算出された最低電圧値Ｖｓｔ０と、前記算出手段により前記鉛電池の無劣化ないし劣化状態で算出された直近の前記最低電圧値Ｖｓｔとの差または割合の値が前記劣化判定しきい値Ｖｔｈより大きいときに前記鉛電池が劣化したと判定することを特徴とする請求項１に記載の劣化判定装置。
【請求項４】
前記第１劣化判定手段による判定結果を記憶するためのメモリをさらに備え、前記第２判定手段は、前記メモリに記憶された過去の判定結果を読み出して前記鉛電池の劣化判定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の劣化判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は劣化判定装置に係り、特に、自動車に搭載された鉛電池の劣化を判定する劣化判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車には内燃機関を始動するとともに各種電装品に電力を供給する鉛（蓄）電池が搭載されており、このような鉛電池は自動車用鉛電池と呼ばれている。自動車には、エンジンにより駆動される発電機（オルタネータ）が装備されており、鉛電池はオルタネータの作動制御により充電され容量が保たれている。
【０００３】
ところで、近年、カーナビ等の電装品による鉛電池に対する負荷が増加し、また環境問題への配慮から電動モータとエンジンを組み合わせたハイブリッド電気自動車や信号停止時等にエンジンを停止させ発進時に再始動させるＩＳＳシステム（自動）車等が開発されている。このような使用環境下では、現在の電池状態を把握することで常に走行に支障がないようにする必要があるため、鉛電池の状態検知技術が盛んに研究開発されるようになってきている。
【０００４】
自動車用鉛電池の状態検知技術として、スタータモータが機能してエンジンが始動されるとき、すなわち、エンジンが回転し始める時の鉛電池電圧の瞬間的な落ち込み（最低電圧値Ｖｓｔ）を検出し（図４参照）、落ち込みがしきい値を超えないかどうかを監視する劣化判定装置（例えば、特許文献１参照）や、エンジン始動時電圧の脈動（図４参照）の度合を検出し、ある一定度合を超えないかどうかを監視する劣化判別装置（例えば、特許文献２参照）が知られている。エンジン始動時の鉛電池の電圧をモニタし劣化判定する技術は合理的であり、鉛電池の劣化判定をほぼ正確に把握することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６３１２９号公報
【特許文献２】特開２００７−０１５４７７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、エンジン始動時の情報には、鉛電池の劣化状態はもちろんであるが、測定時の鉛電池の開回路電圧（ＯＣＶ）、気温、充電状態、使用形態の（一時的な）変化、エンジン始動間隔等によってノイズが混ざり、エンジン始動毎に若干値に差が生じる。車種によっても誤差の大小はある。当然、これらパラメータに対する補正は行われるべきであるが、それでもやはり完全とはいえず、鉛電池の劣化について誤判定が生じる、という問題がある。
【０００７】
本発明は上記事案に鑑み、鉛電池の電圧測定により劣化判定を正確に行うことができる劣化判定装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、自動車に搭載された鉛電池の劣化を判定する劣化判定装置において、前記鉛電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記測定手段で測定された電圧のうち、前記鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された直近の最低電圧値Ｖｓｔと予め設定された劣化判定しきい値Ｖｔｈとに基づいて前記鉛電池の劣化を判定する第１劣化判定手段と、前記第１劣化判定手段による前記鉛電池の劣化判定が複数回連続して行われた否かを判断し、肯定判断のときに前記鉛電池が劣化したと判定する第２劣化判定手段と、を備える。
【０００９】
本発明では、電圧測定手段により鉛電池の電圧が測定され、算定手段により電圧測定手段で測定された電圧のうち鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値が算出され、第１劣化判定手段により算出手段で算出された直近の最低電圧値Ｖｓｔと予め設定された劣化判定しきい値Ｖｔｈとに基づいて鉛電池の劣化が判定される。そして、第２劣化判定手段により、第１劣化判定手段による鉛電池の劣化判定が複数回連続して行われたか否かが判断され、肯定判断のときに鉛電池が劣化したと判断される。
【００１０】
本発明において、第１劣化判定手段は、最低電圧値Ｖｓｔが劣化判定しきい値Ｖｔｈより小さいときに鉛電池が劣化したと判定するようにしても、または、算出手段により鉛電池の無劣化状態で算出された最低電圧値Ｖｓｔ０と、算出手段により鉛電池の無劣化ないし劣化状態で算出された直近の最低電圧値Ｖｓｔとの差または割合の値が劣化判定しきい値Ｖｔｈより大きいときに鉛電池が劣化したと判定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２劣化判定手段により、第１劣化判定手段による鉛電池の劣化判定が複数回連続して行われたときに鉛電池が劣化したと判定するので、イレギュラーな測定値や測定誤差による誤った劣化判定をはじくことができ、劣化判定を正確に行うことができる、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、自動車用鉛電池（型式：６５Ｂ２４Ｒ）と一体に配置された劣化判定装置に適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
（構成）
図１に示すように、鉛電池１０は、電池容器となる略角型の電槽８を有しており、電槽８内には合計６組の極板群が収容されている。電槽８の材質には、成形性、絶縁性および耐久性等の点で優れる、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の高分子樹脂を選択することができる。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とされている。従って、鉛電池１０の公称電圧は１２Ｖである。電槽８の上部は、電槽８の上部開口を密閉するＰＥ等の高分子樹脂製の上蓋９に接着ないし溶着されている。
【００１４】
上蓋９には、鉛電池１０を自動車用電源として外部へ電力を供給するための２本（正負極）の出力端子７が立設されている。また、上蓋９には、鉛電池１０の劣化を判定する劣化判定装置としてのＡＩユニット１が収容（内蔵）されている。
【００１５】
ＡＩユニット１は、ＡＤコンバータ、基準電源等で構成され鉛電池１０の電圧を測定する電圧測定部と、ＡＤコンバータ、サーミスタ等で構成され鉛電池１０の温度を測定する温度測定部と、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリのＥＥＰＲＯＭ等を有して構成された演算部と、コイル式のブザー（不図示）、ブザーを作動させるためのトランジスタや抵抗等を有して構成され警告音を発生させる報知部と、操作ボタン３、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）、トランジスタや抵抗等を有して構成されＬＥＤを点灯させて鉛電池１０が要交換であることを表示する操作表示部２とを備えている。なお、ＡＩユニット１は上蓋９内で接続導体により出力端子７に接続されており、作動電源は鉛電池１０から供給される。
【００１６】
上蓋９のＡＩユニット１のブザーが実装された位置にはブザー放音孔６が形成されており、ＡＩユニット１の操作表示部２の上面は上蓋９の上面と略同一平面を形成している。
【００１７】
（劣化判定原理）
次に、ＡＩユニット１による鉛電池１０の劣化判定の原理について説明する。
【００１８】
マイクロプロセッサ（以下、ＭＰと略称する。）は、所定時間（例えば、２ｍｓ）毎に、電圧測定部を介して鉛電池１０のデジタル電圧値を取り込んでＲＡＭに格納しており、取り込んだ電圧値に基づいて、鉛電池１０の健康状態（劣化）を判定する。
【００１９】
一般に、ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等の内燃機関を有する自動車では、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、同時に鉛電池の端子間電圧は鋭い谷状の電圧降下を示す（図４参照）。この電圧降下が最大となる最低電圧値Ｖｓｔは、鉛電池からの放電電流が最大となる最大電流値Ｉｓｔのときに同時に現われる。
【００２０】
いま、エンジン始動系電気抵抗をＲとすると、最低電圧値Ｖｓｔ、最大電流値Ｉｓｔの出現するタイミングにおいて、下記式（１）に示すようにオームの法則が成立する。
【００２１】
【数１】
2009113702.tif 000003
【００２２】
エンジン始動系電気抵抗Ｒは、エンジン始動時にセルモータ、ハーネス等で構成されるエンジン始動系の抵抗であり、セルモータの静止導体としての抵抗に、車両のハーネス、電気接点等の抵抗を合計した全抵抗である。なお、エンジン始動系電気抵抗Ｒが一定値となるのは、最低電圧値Ｖｓｔをとるときのタイミングのみで、その他のタイミングではエンジン始動系電気抵抗Ｒは時間とともに変化するため、式（１）は成立しない。
【００２３】
逆にいうと、車両が同じならば、エンジン始動電圧を最低電圧値Ｖｓｔのタイミングで取得できれば、式（１）を利用して、エンジン始動系電気抵抗Ｒ自体を、抵抗値が一定である一種の抵抗器として鉛電池の劣化判定に使用できる。
【００２４】
一方、最低電圧値Ｖｓｔ、最大電流値Ｉｓｔの出現するタイミングにおいて、鉛電池の開回路電圧をＶｏ、鉛電池の内部抵抗をｒとすると、下記式（２）が成り立つ。
【００２５】
【数２】
2009113702.tif 000004
【００２６】
式（１）を式（２）に代入することにより、下式（３）が求められる。
【００２７】
【数３】
2009113702.tif 000005
【００２８】
式（３）から、最低電圧値Ｖｓｔは、開回路電圧Ｖｏ、エンジン始動系電気抵抗Ｒ、鉛電池の内部抵抗ｒの関数となっていることが分かる。内部抵抗ｒは、鉛電池の無劣化状態で最小の値を示し、健康状態（ＳＯＨ）が低下するにつれて増加する。従って、式（３）から、最低電圧値Ｖｓｔが鉛電池の健康状態の指標となる。換言すれば、鉛電池の健康状態が低下すると（鉛電池が劣化すると）、内部抵抗ｒは大きくなるため、最低電圧値Ｖｓｔは低下する。
【００２９】
図３は、無劣化状態（初期状態）の鉛電池と劣化後の同じ鉛電池について、エンジン始動時の鉛電池の端子間電圧の推移を表したものである。図３では、無劣化状態の鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値をＶｓｔ０、劣化後のエンジン始動時の直近の最低電圧値をＶｓｔで表している。なお、図３において、鉛電池の劣化が進むにつれて、無劣化状態での最低電圧値Ｖｓｔ０と劣化後の最低電圧値Ｖｓｔとの電圧差ΔＶｓｔ（＝Ｖｓｔ０−Ｖｓｔ）は大きくなる。
【００３０】
ＡＩユニット１は、上記原理に従い、電圧差ΔＶｓｔが後述する判定しきい値Ｖｔｈより大きくなったときに、鉛電池１０の劣化が進み要交換に至ったと判定する。ただし、上述したように、上記原理（式（１））を利用するためには、エンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０、Ｖｓｔを正確に取得することが前提となるため、最低電圧値Ｖｓｔ０、Ｖｓｔを最適タイミングで取得する必要がある。
【００３１】
（エンジン状態判定）
また、ＡＩユニット１は、電圧測定部を介して測定した鉛電池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、ＭＰは、鉛電池１０の電圧を常時監視（測定）し、電圧測定部を介して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判定する。
【００３２】
＜エンジン始動＞
ＭＰ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、好適には、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。ａの電圧値には、例えば、鉛電池１０のＯＣＶの１０９〜１２１％の電圧値を用いることができる。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し、エンジンは始動していないとみなす。
【００３３】
＜エンジン起動中＞
ＭＰ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）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。
【００３４】
＜エンジン停止＞
（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。ＭＰ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。
【００３５】
なお、ＭＰは、エンジン停止後、鉛電池１０の分極反応が解消した後（例えば、６時間経過後）に測定した鉛電池１０の電圧をＯＣＶとして取得する。
【００３６】
（動作）
次に、フローチャートを参照して、ＡＩユニット１の動作についてＭＰを主体として説明する。なお、ＡＩユニット１に鉛電池１から電源が供給されると、初期設定処理において、プログラム、判定しきい値Ｖｔｈ等を含むプログラムデータがＲＯＭからＲＡＭに展開され鉛電池１０の劣化を判定するための劣化判定ルーチンが実行される。
【００３７】
図２に示すように、劣化判定ルーチンでは、まず、ステップ１０２において、エンジン始動があるまで待機する。ＭＰは、上述したエンジン状態判定によりエンジン始動を判定する。エンジン始動と判定したときには、次のステップ１０４で、ＲＡＭに格納された電圧値を参照して、鉛電池１０の放電開始時に測定された最初の最低電圧値、かつ、鉛電池１０の放電開始後１５ｍｓ以内に測定された最低電圧値を、エンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔとして算出する。なお、ＭＰは温度測定部を介して鉛電池１０の温度測定を行い、取り込んだ温度値により、最低電圧値Ｖｓｔを、例えば、室温（２５°Ｃ）における電圧値に温度補正する。
【００３８】
次のステップ１０６では、無劣化状態の鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０が既に取得されているか否かを、ＥＥＰＲＯＭを参照して判断する。すなわち、ＥＥＰＲＯＭの所定番地に、最低電圧値Ｖｓｔ０の値が書き込まれていれば、最低電圧値Ｖｓｔ０は既に取得されていると（肯定）判断し、ヌルであれば、最低電圧値Ｖｓｔ０は取得されていないと（否定）判断する。
【００３９】
ステップ１０６での判断が否定のときは、ステップ１０８において、ステップ１０４で算出した最低電圧値Ｖｓｔが、無劣化状態の鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０の条件を満たすか否かを判断する。この条件は、例えば、（１）鉛電池１０が自動車に取り付けられた（使用が開始された）ときから半年以内であること、かつ、（２）エンジン始動前の鉛電池１０のＯＣＶ（例えば、前回のエンジン停止後６時間経過時の開回路電圧）が１２．５Ｖ以上であること、とすることができる。本実施形態では、操作表示部２には操作ボタン３が配置されているため、条件（１）の判断を行うために、例えば、操作ボタン３が所定操作で所定回数押下されると、ＭＰは、鉛電池１０が自動車に取り付けられたと判断し、その時点を起点として計時することで判断するようにしてもよい。なお、条件（１）からも明らかなように、本実施形態における「無劣化状態の鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０」の「無劣化状態」とは、ＳＯＨが１００％の完全無劣化状態のみをいうのでなく、鉛電池１０が健全な初期状態での実質的な無劣化状態をいう。
【００４０】
ステップ１０８で否定判断のときは、無劣化状態の鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０を取得するためにステップ１０２に戻り、肯定判断のときは、ステップ１１０において、ステップ１０４で算出した最低電圧値Ｖｓｔを、無劣化状態での鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０として、ＥＥＰＲＯＭに格納して（書き込んで）、ステップ１１２へ進む。
【００４１】
一方、ステップ１０６での判断が肯定のときは、ステップ１１２でＥＥＰＲＯＭから無劣化状態の鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０を読み出し、次のステップ１１４で電圧差ΔＶｓｔ（＝Ｖｓｔ０−Ｖｓｔ）を算出する。
【００４２】
次に、ステップ１１６において、電圧差ΔＶｓｔが予め設定された（ＲＯＭに格納されＲＡＭに展開された）判定しきい値Ｖｔｈより大きいか否かを判断する。否定判断のときは、ＥＥＰＲＯＭに後述する劣化情報の「０」を書き込んだ後、鉛電池１０の交換を必要とする程劣化が進んでいないため（ドライバに警告を発する必要がないため）、ステップ１０２へ戻る。
【００４３】
一方、ステップ１１６で肯定判断のとき、すなわち、鉛電池１０が劣化したと暫定判定したときには、ＥＥＰＲＯＭに直近の劣化情報として「１」を書き込む。劣化情報は、暫定判定がなされたか、なされなかったかを表す情報で、劣化したと暫定判定がなされたとき（ステップ１１６で肯定判断されたとき）は、例えば、２値の「１」で表し、劣化していないと暫定判定がなされたとき（ステップ１１６で否定判断されたとき）は、２値の「０」で表すことができる。なお、本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭは劣化情報を書き込むための５バイトの記憶領域を有しており、直近の劣化情報と過去４回の劣化情報とを記憶することができる。
【００４４】
次のステップ１１８でＥＥＰＲＯＭから過去４回の劣化情報を読み出して、ステップ１２０において、直近の劣化情報と併せて、連続５回劣化判定がなされたか否かを判断する。否定判断のときは、鉛電池１０が劣化していないものとして（イレギュラーな測定値や測定誤差の影響が出ているものと判断して）、ステップ１０２へ戻る。
【００４５】
一方、ステップ１２０での判断が肯定のときには、次のステップ１２２において、エンジンが停止するまで待機する。ＭＰは、上述したエンジン状態判定によりエンジン停止を判定する。エンジン停止と判定したときは、次のステップ１２４において、鉛電池１０が要交換である旨を、以下に述べるように、ブザーによる聴覚的手段およびＬＥＤによる視覚的手段で報知してステップ１０２へ戻る。
【００４６】
本実施形態では鉛電池１０の上蓋９にＡＩユニット１が収容されているため、ＡＩユニット１は、鉛電池１０が設置される場所に配置される。多くはエンジンルーム内であり、または車室等の自動車内であり、ブザーが発する警報音は、走行中は車両のノイズにより聞こえにくい。このため、ＡＩユニット１が発する警報音の発生タイミングを次のように設定して、ユーザが警報音を聞きやすいタイミングで発し、ユーザに警報音が確実に伝達されるようにしている。なお、ＡＩユニット１は、エンジンが停止したと判定した後、直ちに、ＤＡコンバータを介してＬＥＤを点灯させるトランジスタのゲートにハイレベル信号を出力してＬＥＤを点灯させるとともに、所定時間経過後、別のＤＡコンバータを介してブザーを作動させるトランジスタのゲートにハイレベル信号を送出して警告音を発生させる。
【００４７】
エンジン起動状態からエンジンを停止するタイミングにおいて、ユーザは、自動車から降り、ドアを閉め、ドアをロックして、自動車から離れる、という一連の動作を行うことが多いと推定される。従って、警告音を発生させる場合に、エンジンが停止したと判定したタイミングから一定のタイムラグを設けて報知すれば、警報がユーザに伝達される可能性が高くなる。
【００４８】
本実施形態のＡＩユニット１によればほとんどの場合、警報音をユーザに確実に伝達できるが、実際には数回の聞き逃しが発生することを想定して、警報音を発生させる判定しきい値Ｖｔｈは余裕を持ってやや高めに設定しておくようにしてもよい。
【００４９】
一方、ＬＥＤによる鉛電池１０の電池状態の表示では、エンジン停止後、直ちに、ＬＥＤを点灯させて表示する。その時間は、本実施形態では約５分間である。また、ＡＩユニット１は、操作表示部２に操作ボタン３を配置している。ブザーによる警告音を聞いた、または、電池状態を知りたいと希望するユーザが鉛電池１０の健康状態を確認できるようにするためである。すなわち、この操作ボタン３による入力があった場合、電池状態をＬＥＤで表示するようにして、ユーザが任意に電池状態を把握できるようにしている。なお、本実施形態では、鉛電池１０の要交換を表示するＬＥＤは、ユーザの注意を喚起するため、赤色ＬＥＤを用い点灯させるようにしている。
【００５０】
（作用等）
次に、本実施形態のＡＩユニット１の作用等について説明する。
【００５１】
ＡＩユニット１は、電圧測定部を介して鉛電池１０の電圧を測定し、演算部で、エンジン始動時に測定された電圧のうち最低電圧値Ｖｓｔを算出した（ステップ１０４）後、ＥＥＰＲＯＭに格納された無劣化状態の鉛電池１０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０と直近で測定した鉛電池１０の最低電圧値Ｖｓｔとの電圧差ΔＶｓｔを算出する（ステップ１１４）。次に、電圧差ΔＶｓｔが判定しきい値Ｖｔｈより大きいときに鉛電池１０が劣化したと暫定判定するとともに（ステップ１１６）、鉛電池１０が劣化したとの暫定判定が５回連続して行われたか否かを判断し（ステップ１２０）、肯定判断のときに鉛電池１０が劣化したと判断してドライバに報知する（ステップ１２４）。
【００５２】
本実施形態のＡＩユニット１によれば、暫定判定が５回連続して行われたときに鉛電池１０が劣化したと判定するので、イレギュラーな測定値や測定誤差による誤った劣化判定をはじくことができ、劣化判定を正確に行うことができる。このため、鉛電池１０を（設計）寿命末期まで使用することができる。また、鉛電池１０の無劣化状態で算出された最低電圧値Ｖｓｔ０と最低電圧値Ｖｓｔとから鉛電池１０の劣化を判定するため、電流センサを使用せず鉛電池１０の劣化を判定することができる。
【００５３】
さらに、本実施形態のＡＩユニット１は不揮発性のＥＥＰＲＯＭを備えており、鉛電池１０の無劣化状態でしか取得できない最低電圧値Ｖｓｔ０をＥＥＰＲＯＭに書き込んでおき（ステップ１１０）、劣化判定にあたり利用する（ステップ１１２）とともに、エンジン始動時の鉛電池１０の劣化情報（ステップ１１６での２値による判定結果）を書き込んでいる。従って、ＡＩユニット１は、例えば、鉛電池１０を搭載した自動車が長期間動かされず（鉛電池１０が充電されず）、ＡＩユニット１への電力供給が途絶えた後でも、電力の再供給があったときに、最低電圧値Ｖｓｔ０や劣化情報を失うことなく、鉛電池１０の劣化を正確に判定することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、説明を簡単にするために、鉛電池１０の劣化について、判定しきい値を用いて、良好、要交換の２つのレベルで判定する例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、良好、要注意、要交換の３つのレベル、または、それ以上に細分した判定を行うようにしてもよい。その際、連続５回の劣化情報のうち、例えば、２回が「１」となった場合や過半が「１」となった場合に、鉛電池１０の劣化について要注意と判定するようにしてもよい。また、本実施形態では、鉛電池１０の要交換を、赤色ＬＥＤを点灯させて表示する例を示したが、点滅させるようにしてもよい。
【００５５】
さらに、本実施形態では、最低電圧値Ｖｓｔ０と最低電圧値Ｖｓｔとの電圧差Ｖｓｔを判定しきい値Ｖｔｈと比較して鉛電池１０の劣化判定（暫定判定）を行う例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、最低電圧値Ｖｓｔ０と最低電圧値Ｖｓｔとの割合を判定しきい値Ｖｔｈと比較するようにしてもよい。また、最低電圧値Ｖｓｔ０を用いず、最低電圧値Ｖｓｔと判定しきい値Ｖｔｈとを比較し、最低電圧値Ｖｓｔが判定しきい値Ｖｔｈより小さいときに鉛電池１０が劣化したと判定（暫定判定）するようにしてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、説明を簡単にするために、最低電圧値Ｖｓｔ０を一個取得してＥＥＰＲＯＭに格納する例を説明したが、鉛電池１０の無劣化状態で複数個の最低電圧値Ｖｓｔ０を取得し、取得した複数個の最低電圧値Ｖｓｔ０の例えば平均値や最頻値を算出してＥＥＰＲＯＭに格納するようにしてもよい。このようにすれば、ＡＩユニット１による劣化判定の精度をより高めることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、鉛電池１０が無劣化状態であること、とりわけ、上述した条件（１）等の判断を行う起点として、操作ボタン３が所定操作で所定回数押下する例を示したが、ＭＰが初めてのエンジン始動があったかを監視し、肯定判断のときに、鉛電池１０が自動車に取り付けられたものとみなし、その時点を条件（１）等の判断を行う起点としてもよい。この態様では、操作ボタン３による起点設定を排除することができる。
【００５８】
そして、本実施形態では、劣化判定装置としてのＡＩユニット１を鉛電池１０の上蓋９に収容した例を示したが、ＡＩユニット１を鉛電池１０から独立させて用いるようにしてもよい。
【実施例】
【００５９】
実験を以下の通り行った。本実施例ではスタータモータが機能してエンジンが始動されるとき、すなわち、エンジンが回転し始める時の鉛電池電圧の瞬間的な落ち込み（最低電圧値Ｖｓｔ）で評価を行うこととした。エンジン始動時の鉛蓄電池状態の条件が変われば当然Ｖｓｔは変化するので、同一条件でＮｏ．１〜６毎にそれぞれ５回繰り返してＶｓｔを測定した（実験条件：表１、実験結果：表２参照）。
【００６０】
【表１】
2009113702.tif 000006
【００６１】
【表２】
2009113702.tif 000007
【００６２】
表１、表２から明らかなように、各条件で最低電圧値Ｖｓｔが様々に変化する。同一測定条件でも表２中のような誤差があるが、本来はエンジン始動を行う時間帯（温度）が違ったり、充放電状態がエンジン始動毎に若干変化したりするはずである。先にも述べたが補正は行っているが誤差の要因となり、これによって劣化判定を読み間違える可能性があるといえる。しかし、実施形態のＡＩユニット１（劣化判定装置）を用いることにより、５回連続で劣化診断をしなければ劣化判定をしないとした場合、実験Ｎｏ．６では、判定しきい値を６．９００Ｖに仮定すると、従来の劣化判定装置ではエンジン始動３回目で劣化判定をするが、実施形態のＡＩユニット１を用いればエンジン始動３回目では劣化判定は出さず、この回の値はイレギュラーな値と認識し、はじくことが可能となる。結果として劣化判定の正確性が向上したということができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は鉛電池の電圧測定により劣化判定を正確に行うことができる劣化判定装置を提供ものであるため、劣化判定装置の製造、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】
【００６４】
【図１】本発明が適用可能な実施形態のＡＩユニットの外観斜視図である。
【図２】実施形態の鉛電池に収容されたＡＩユニットのマイクロプロセッサが実行する劣化判定ルーチンのフローチャートである。
【図３】無劣化状態の鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値と劣化後の鉛電池のエンジン始動時の最低電圧値とを示すグラフである。
【図４】エンジン始動時の鉛電池の電圧変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  ＡＩユニット（電圧測定手段、算出手段、第１劣化判定手段、第２劣化判定手段、劣化判定装置）
１０  鉛電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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