JP5064177B2 - バッテリ状態判定装置及びバッテリ状態判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、車輌などに搭載されるバッテリの充電深度（又はバッテリ容量）に応じた状態を判定するバッテリ状態判定装置及びバッテリ状態判定方法に関する。

近年、車輌の安全性、利便性、快適性及び商品力等の観点から、車輌に搭載される電気機器の数は増加の一途をたどっている。例えば、車輌の走行中に動作する電動ブレーキ及び電動パワーステアリング等の機器の他に、停車中にも動作するカーナビゲーション装置、遠隔施錠解錠システム及びランプ等の機器が車輌に搭載されている。停車中に動作する電気機器は、車輌に搭載されたバッテリから電力が供給されている。しかし、バッテリに蓄えることができる電力は有限であり、停車中に電気機器を長期に亘って使用することにより、所謂バッテリ上がりを招来する。車輌に搭載される電気機器の数の増加に伴って、バッテリ上がりが発生する可能性が増大するという問題がある。

上記の問題に対して、車輌のエンジン停止後にタイマによる計時を開始し、所定時間の経過後にバッテリからの電力の供給を停止する方法がある。しかし、エンジン停止時に既にバッテリのＳＯＣ（State Of Charge、充電深度）が低い場合を考慮しなければならないため、タイマが計時する時間を短く設定する必要がある。よってユーザは、車輌に搭載された電気機器をエンジン停止後に短期間しか使用することができず、利便性が低下する。

特許文献１においては、バッテリの充電状態を検出し、ユーザにより入力された動作保証期間に応じて、自動車内の負荷の間欠的な駆動に係る間欠時間を計算することにより、自動車のエンジンの停止状態におけるバッテリ上がりを防止できる車載電源管理装置が提案されている。この車載電源管理装置は、少なくともユーザにより入力された動作保証期間は、バッテリの充電切れが生じることはない。
特開２００６−１８８１３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車載電源管理装置は、ユーザが携帯する小型の通信器との無線通信により車輌のドアの施錠／解錠を行うシステムのように、車輌のエンジン停止状態において間欠的に動作する機器を管理対象としたものである。よって、カーナビゲーション装置又はオーディオ装置等をエンジンの停止後に継続して使用した場合には、バッテリの充電切れが動作保証期間に発生しないことを保証できるものではない。

また、特許文献１の車載電源管理装置は、バッテリのＳＯＣを検出するために電圧センサ及び電流センサを用いてバッテリの開放電圧、回生電流及び放電電流等を測定し、更には温度センサを用いてバッテリの温度を測定している。これらの複数のセンサを搭載することは車載電源管理装置のコストの増加を招来し、車輌のコストの増加を招来する。

よって、コスト削減のためにはバッテリのＳＯＣの検出を少数のセンサで、例えば電圧センサのみで行うことが望ましい。しかし、バッテリに接続された各機器での消費電流の差異、及びエンジン停止後の各機器の動作状況の差異により生じる全体での消費電流の差異等により、バッテリの電圧降下に差異が生じる。このため、バッテリの電圧を単に電圧センサで測定してバッテリのＳＯＣを検出する構成とした場合、バッテリの電圧降下を考慮して検出を行っていないため、ＳＯＣの検出誤差が大きいという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、バッテリのＳＯＣに応じた電圧及び電圧の変化率の関係を予め記憶しておき、バッテリの電圧を検出して変化率を算出し、予め記憶した関係と検出した電圧及び算出した変化率とを基にバッテリの状態を判定する構成とすることにより、バッテリの電流及び温度等を測定するためのセンサなどを備えることなく、バッテリのＳＯＣに応じた状態判定を行うことができるバッテリ状態判定装置及びバッテリ状態判定方法を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、第１の充電深度に応じた第１の関係と、第２の充電深度に応じた第２の関係とを予め記憶しておく構成とすることにより、バッテリの状態をより多くに分類して判定することができるバッテリ状態判定装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、第１の関係及び第２の関係を基に、算出した変化率に対応する第１の電圧及び第２の電圧を取得し、この２つの電圧と検出した電圧とを比較してバッテリの状態を判定する構成とすることにより、バッテリの状態を簡単且つ確実に判定することができるバッテリ状態判定装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、検出したバッテリの電圧が第１の電圧より低い場合に、警告を行う構成とすることにより、バッテリのＳＯＣが低下した状態などをユーザに知らせることができるバッテリ状態判定装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、検出したバッテリの電圧が第２の電圧より低い場合に、バッテリからの電力供給を停止する構成とすることにより、バッテリのＳＯＣが極端に低下した場合などに電力供給を停止して、バッテリのＳＯＣの更なる低下を防止することができるバッテリ状態判定装置を提供することにある。

第１発明に係るバッテリ状態判定装置は、充電深度に応じたバッテリの状態を判定するバッテリ状態判定装置において、前記バッテリの充電深度に応じた電圧及び電圧の変化率の関係を予め記憶した記憶手段と、前記バッテリの電圧を検出する検出手段と、該検出手段が複数回検出した電圧を基に、前記バッテリの電圧の変化率を算出する算出手段と、前記記憶手段に予め記憶した前記関係、並びに前記検出手段が検出した前記電圧及び前記算出手段が算出した前記変化率を基に、前記バッテリの状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

また、第２発明に係るバッテリ状態判定装置は、前記記憶手段には、第１の充電深度に応じた第１の関係と、前記第１の充電深度より低い第２の充電深度に応じた第２の関係とを予め記憶してあることを特徴とする。

また、第３発明に係るバッテリ状態判定装置は、前記判定手段が、前記第１の関係を基に、前記算出手段が算出した変化率に対応する第１の電圧を取得し、前記第２の関係を基に、前記算出手段が算出した変化率に対応する第２の電圧を取得し、前記第１の電圧及び第２の電圧と、前記検出手段が検出した電圧とを比較して、前記バッテリの状態を判定するようにしてあることを特徴とする。

また、第４発明に係るバッテリ状態判定装置は、前記検出手段が検出した電圧が、前記第１の電圧より低い場合に、警告を行う警告手段を更に備えることを特徴とする。

また、第５発明に係るバッテリ状態判定装置は、前記検出手段が検出した電圧が、前記第２の電圧より低い場合に、前記バッテリの電力供給を停止する停止手段を更に備えることを特徴とする。

また、第６発明に係るバッテリ状態判定方法は、充電深度に応じたバッテリの状態を判定するバッテリ状態判定方法において、前記バッテリの充電深度に応じた電圧及び電圧の変化率の関係を予め記憶しておき、前記バッテリの電圧を検出し、複数回検出した電圧を基に、前記バッテリの電圧の変化率を算出し、予め記憶した前記関係、並びに検出した前記電圧及び算出した前記変化率を基に、前記バッテリの状態を判定することを特徴とする。

本発明においては、バッテリ状態判定装置に、バッテリのＳＯＣに応じた電圧及び電圧の変化率の関係を予め測定して記憶しておく。例えば、バッテリのＳＯＣが７０％の場合について、バッテリからの消費電流を変化させて電圧の変化率を変化させ、このときの電圧及び電圧の変化率の関係を測定して記憶しておく。記憶しておく関係は２つ以上であってもよく、例えばＳＯＣが７０％の場合と５０％の場合とについて関係を予め測定して記憶してもよい。バッテリ状態判定装置は、バッテリの電圧検出を少なくとも２回行うことによって、バッテリの電圧の変化率を算出することができる。電圧の変化率を算出したバッテリ状態判定装置は、検出した電圧及び算出した変化率と予め記憶した特性とを比較することによって、例えば測定時点でのバッテリの状態はＳＯＣが７０％の特性に近いか、又は５０％の特性に近いか等を判定することができる。電圧の変化率を状態判定に用いることによって、バッテリの電力が供給される各機器の消費電流及び動作状況等に影響されることなく、バッテリの状態を精度よく判定することが可能となる。また、バッテリ状態判定装置は、バッテリの電圧を検出するのみでよく、電流を検出する必要がない。

また、本発明においては、第１のＳＯＣに応じた第１の関係と、第２のＳＯＣに応じた第２の関係とを予め測定して記憶しておく（ただし、第１のＳＯＣ＞第２のＳＯＣ）。例えば、ＳＯＣが７０％の場合の関係を第１の関係とし、ＳＯＣが５０％の場合の関係を第２の関係として記憶しておく。このように２種の関係を記憶しておくことにより、現時点でのバッテリの状態を、ＳＯＣが７０％を超えた状態、ＳＯＣが７０％以下で且つ５０％を超えた状態、又はＳＯＣが５０％以下の状態の３つの状態に判定することができる。

また、本発明においては、バッテリ状態判定装置は、予め記憶した第１の関係及び第２の関係を基に、算出した変化率に対応する第１の電圧及び第２の電圧をそれぞれ取得する。取得した第１の電圧及び第２の電圧は閾値として用いることができ、検出したバッテリの電圧と第１の電圧及び第２の電圧とを比較することによって、バッテリ状態判定装置はバッテリの状態を上記のような３つの状態に判定することができる。

また、本発明においては、検出したバッテリの電圧が第１の電圧より低い場合に、バッテリ状態判定装置は警告を行う。例えばＳＯＣが７０％の関係を第１の関係とした場合、現時点でのバッテリはＳＯＣが７０％を超える状態であるかを判定できる。第１の電圧より現時点のバッテリの電圧が低い場合は、バッテリのＳＯＣが７０％以下の状態である。よって、この段階で警告を与えることによって、ユーザにエンジンを始動させる又は車輌に搭載された機器の使用を抑制させて、バッテリ上がりを未然に防止させることができる。

また、本発明においては、検出したバッテリの電圧が第２の電圧より低い場合に、バッテリ状態判定装置はバッテリの電力供給を停止する。ＳＯＣが５０％の関係を第２の関係とした場合、現時点でのバッテリはＳＯＣが５０％を超える状態であるかを判定できる。第２の電圧より現時点のバッテリの電圧が低い場合は、バッテリのＳＯＣが５０％以下の状態である。例えば車輌のエンジンの始動にバッテリのＳＯＣが５０％程度必要であれば、更なるＳＯＣの低下により車輌の走行が不可能となる虞があるため、バッテリ状態判定装置は電力供給を停止してこれを防止する。

本発明による場合は、バッテリの電圧を検出して変化率を算出し、予め記憶したバッテリのＳＯＣに応じた電圧及び電圧の変化率の関係と検出した電圧及び算出した変化率とを基にバッテリの状態を判定することにより、バッテリの電力が供給される各機器の消費電流及び使用状況等に影響されることなく、バッテリの状態を精度よく判定することができる。よって、バッテリ状態の判定結果に応じて、ユーザに対する警告又はバッテリの電力供給の制御等を精度よく行うことができるため、バッテリ上がりを防止することができる。また、バッテリの状態を判定するためにバッテリの電流を検出する必要がなく、電圧を検出するのみで判定を行うことができるため、電流を検出するためのセンサなどを備える必要がなく、バッテリ状態判定装置のコストを低減することができる。

また、本発明による場合は、第１の充電深度に応じた第１の関係と、第２の充電深度に応じた第２の関係とを予め記憶しておくことにより、バッテリの状態をＳＯＣに応じた３つの状態に判定することができる。よってバッテリ状態判定装置は、各状態に適した警告又は電力供給の制御等を行うことができ、バッテリ上がりをより確実に防止することができる。

また、本発明による場合は、予め記憶した第１の関係及び第２の関係を基に、算出した変化率に対応する第１の電圧及び第２の電圧を取得し、検出したバッテリの電圧と第１の電圧及び第２の電圧とを比較してバッテリの状態を判定することにより、複雑な演算処理などを行うことなく、バッテリの状態を簡単且つ確実に３つの状態に判定することができる。

また、本発明による場合は、検出したバッテリの電圧が第１の電圧より低い場合に、警告を行うことにより、バッテリのＳＯＣが所定以下に低下したことをユーザに知らせて、エンジンを始動させる又は車輌に搭載された機器の使用を抑制させることができる。よって、ユーザにバッテリ上がりを未然に防止させることができ、バッテリ上がりをより確実に防止することができる。

また、本発明による場合は、検出したバッテリの電圧が第２の電圧より低い場合に、バッテリからの電力供給を停止することにより、バッテリのＳＯＣが更に低下してエンジンの始動が不可能となる前に、ＳＯＣの低下を確実に防止することができるため、バッテリ上がりをより確実に防止することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係るバッテリ状態判定装置の構成を示すブロック図である。なお図１においては、電力の供給経路を実線で示し、制御信号などの伝達経路を破線の矢印で示し、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークを利用した情報伝達経路を一点鎖線で示してある。

図において１はエンジンであり、車輌の原動力を発生させるものである。エンジン１が発生した動力はオルタネータ２に伝達され、オルタネータ２はこの動力を直流の電力に変換して出力するようにしてある。オルタネータ２が出力する電力は、スイッチ２１及びドアＥＣＵ（Electronic Control Unit）２２を介してソケット４及びランプ５、６等の各種の電気機器へ供給される。

ソケット４は、外部機器を接続して電力を供給することが可能な所謂シガーソケットである。ランプ５は、例えばルームランプ又はマップランプ等のランプである。また、ランプ６は、車輌のドアに設けられてドアの開閉に連動して点灯／消灯する所謂カーテシランプである。ランプ６の点灯／消灯、即ちランプ６への電力供給の制御は、ドアＥＣＵ２２が行うようにしてある。

また、オルタネータ２が出力する電力はバッテリ３へも供給される。バッテリ３は電力を蓄積する蓄電池である。バッテリ３は２つの端子を有し、一方の端子はオルタネータ２、スイッチ２１及びドアＥＣＵ２２等に接続してあり、他方の端子は接地電位に接続してある。オルタネータ２は、エンジン１が動作している場合に、バッテリ３を充電することができる。また、エンジン１が動作していない場合には、バッテリ３がソケット４及びランプ５、６等の電気機器へ電力を供給するようにしてある。また、バッテリ３の２つの端子間には電圧検出部１５が接続してあり、電圧検出部１５はバッテリ３の電圧を検出して電源制御部１０へ検出結果を与えるようにしてある。

電源制御部１０は、マイクロコンピュータなどで構成されており、記憶部１１及び通信部１２等を有している。電源制御部１０はＩＧ（IGnition）スイッチ８の状態と、電圧検出部１５が検出したバッテリ３の電圧とを基に、ソケット４及びランプ５、６等への電力供給の可否を判断し、それぞれへの電力供給を制御するようにしてある。なお、電源制御部１０は、ＩＧスイッチ８の状態からエンジン１が動作しているか否かを判断することができる。

スイッチ２１は電気的又は機械的にオン／オフを制御することができる接点であり、電力の供給を停止すると判断した場合にスイッチ２１をオフにすることで、電源制御部１０はオルタネータ２又はバッテリ３からソケット４及びランプ５への電力供給を停止できるようにしてある。

また、電源制御部１０は、通信部１２によりＣＡＮを介してドアＥＣＵ２２と通信を行うことができるようにしてある。電源制御部１０は、ランプ６への電力の供給を停止すると判断した場合、通信部１２からＣＡＮを介してドアＥＣＵ２２にランプ６の消灯命令を与えるようにしてある。ドアＥＣＵ２２は、電源制御部１０から消灯命令が与えられた場合に、ランプ６への電力供給を停止して、ランプ６を消灯するようにしてある。これに対してランプ６への電力の供給を停止しないと判断した場合、電源制御部１０はドアＥＣＵ２２にランプ６の点灯許可を与えるようにしてある。ドアＥＣＵ２２は、電源制御部１０から点灯許可が与えられた場合には、ドアの開閉に応じてランプ６の点灯／消灯を行うようにしてある。

また、電源制御部１０は、電圧検出部１５が検出したバッテリ３の電圧に応じて警告灯７の点灯／消灯を制御しており、バッテリ３のＳＯＣの低下を運転者へ警告するようにしてある。警告灯７は、例えば車輌のインストルメントパネルなどの運転者が目視し易い場所に配設してある。なお、図１においてはオルタネータ２及びバッテリ３から警告灯７及び電源制御部１０等への電力供給経路は図示を省略してある。

電源制御部１０による電力供給の制御及び警告灯７の制御は、ＩＧスイッチ８の状態（エンジン１が動作しているか否か）と、電圧検出部１５によるバッテリ３の電圧の検出結果とに基づいて行われる。このとき電源制御部１０は、エンジン１が動作している場合には、オルタネータ２からソケット４及びランプ５、６等への電力供給を行うようにしてある。即ち、この場合に電源制御部１０は、スイッチ２１をオンすると共に、ドアＥＣＵ２２へランプ６の点灯許可を与える。また、この場合に電源制御部１０は警告灯７を点灯しない。

エンジン１が動作していない場合、電源制御部１０は、電圧検出部１５の検出結果からバッテリ３の状態を判定するようにしてある。本実施の形態において、電源制御部１０は、バッテリ３の状態がＳＯＣに応じた３つの状態（以下に示す）のいずれであるかを判定するものとする。
１）正常状態：ＳＯＣが７０％を超える状態
２）予防状態：ＳＯＣが７０％以下で、５０％を超える状態
３）異常状態：ＳＯＣが５０％以下の状態
正常状態は、バッテリ３に十分に電力が蓄積された状態であり、車輌に搭載された電気機器に十分に電力を供給することができる状態である。異常状態は、バッテリ３に蓄積された電力が残り僅かであり、エンジン１の始動が困難となる虞のある状態である。予防状態は、正常状態及び異常状態の間の状態であり、バッテリ３に蓄積された電力を使用し続けることによって近い将来にバッテリ３が異常状態へ到達する虞があり、予防が必要な状態である。

電源制御部１０は、バッテリ３の状態が正常状態であると判定した場合、バッテリ３からソケット４及びランプ５、６等への電力供給を行うようにしてある。また、バッテリ３の状態が予防状態であると判定した場合、電源制御部１０は、バッテリ３からソケット４及びランプ５、６等への電力供給を行うが、警告灯７を点灯して車輌の運転者への警告を行うようにしてある。バッテリ３の状態が異常状態であると判定した場合、電源制御部１０は、スイッチ２１をオフすると共にドアＥＣＵ２２へ消灯命令を与え、バッテリ３からソケット４及びランプ５、６への電力供給を停止するようにしてある。

以下に、電源制御部１０によるバッテリ３の状態判定の方法を説明する。電源制御部１０は、予め測定されたバッテリ３の特性を記憶部１１に記憶している。記憶部１１は、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等の不揮発性のメモリ素子で構成されており、電源制御部１０又は車輌の製造工程又は設計段階においてバッテリ３の特性が予め記憶される。

図２は、記憶部１１に記憶されたバッテリ３の特性の一例を示すグラフである。図２に示すグラフは、縦軸をバッテリ３の電圧Ｖとし、横軸をバッテリ３の電圧の変化率ｄＶ／ｄｔとしたものである。バッテリ３の特性として、記憶部１１には、バッテリ３のＳＯＣが７０％の場合の電圧と変化率との関係（以下、第１関係という）、及びバッテリ３のＳＯＣが５０％の場合の電圧と変化率との関係（以下、第２関係という）が記憶してある。例えば、第１関係は、バッテリ３をＳＯＣが７０％となるまで充電を行い、バッテリからの消費電流を変化させて電圧の変化率を変化させ、このときの電圧及び電圧の変化率の関係を測定することにより予め取得することができる。第２関係についても同様である。

エンジン１が停止された後、電源制御部１０は、任意のタイミングで電圧検出部１５によるバッテリ３の電圧検出を行って検出結果（電圧値Ｖ）を取得すると共に、この電圧検出から所定時間経過後（例えば１０秒程度の時間が経過した後）に電圧検出を再度行って検出結果（電圧値Ｖ’）を取得する。これにより電源制御部１０は、バッテリ３の電圧の変化率を算出することができる。算出した変化率を基に電源制御部１０は、記憶部１１に記憶した第１関係及び第２関係から、対応する２つの電圧値を取得する。例えば算出した変化率をαとした場合、この変化率αに応じた第１関係の電圧Ｖ１と、第２関係の電圧Ｖ２とを電源制御部１０は取得する（図２参照）。

電源制御部１０は、取得した２つの電圧値Ｖ１及びＶ２を閾値として用い、電圧検出部１５にて検出したバッテリ３の電圧と比較することによって、バッテリ３の状態判定を行う。なお、バッテリ３の電圧検出は上述のように２回行っているが、状態判定のための比較に用いる電圧は後に検出した電圧値Ｖ’を用いるものとする。電源制御部１０は、以下に示すようにバッテリ３の状態を判定する。
Ｖ’＞Ｖ１ → 正常状態
Ｖ２＜Ｖ’≦Ｖ１ → 予防状態
Ｖ’≦Ｖ２ → 異常状態
電源制御部１０は、この判定結果に基づいて、上述のように電源供給の制御及び警告を行うことができる。

図３は、本発明に係るバッテリ状態判定装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。まず、バッテリ状態判定装置の電源制御部１０は、ＩＧスイッチ８の状態からエンジン１がオフされたか否かを調べる（ステップＳ１）。エンジン１がオフされていない場合（Ｓ１：ＮＯ）、電源制御部１０はエンジン１がオフされるまで待機する。なおこの場合には、電源制御部１０は、オルタネータ２からソケット４及びランプ５、６等への電力供給を行う。

エンジン１がオフされた場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、電圧検出部１５にてバッテリ３の電圧を検出し（ステップＳ２）、所定時間を待機する（ステップＳ３）。所定時間の経過後、電源制御部１０はバッテリ３の電圧を再度検出し（ステップＳ４）、ステップＳ２、Ｓ３で検出した電圧及びステップＳ３で待機した所定時間を基に、バッテリ３の電圧の変化率を算出する（ステップＳ５）。ステップＳ２の検出結果をＶとし、ステップＳ４の検出結果をＶ’とし、ステップＳ３の所定時間をＴとした場合、変化率αは以下の式により算出することができる。
α＝｜Ｖ’−Ｖ｜／Ｔ
次いで電源制御部１０は、ステップＳ４にて検出したバッテリ３の電圧Ｖ’と、ステップＳ５にて算出した変化率αとを基に、バッテリ３の状態を判定する処理を行う（ステップＳ６）。

図４は、本発明に係るバッテリ状態判定装置が行う状態判定処理の手順を示すフローチャートであり、図３に示すフローチャートのステップＳ６にて行う処理である。状態判定処理において、電源制御部１０は、ステップＳ５にて算出した変化率αを基に、記憶部１１に予め記憶したＳＯＣが７０％の場合の電圧と変化率との関係（第１関係）を参照し、変化率αに対応する第１電圧Ｖ１を取得する（ステップＳ２１）。同様に、電源制御部１０は、変化率αを基に、記憶部１１に予め記憶したＳＯＣが５０％の場合の第２関係を参照し、変化率αに対応する第２電圧Ｖ２を取得する（ステップＳ２２）。

次いで、電源制御部１０は、ステップＳ４にて検出したバッテリ３の電圧Ｖ’が、ステップＳ２１にて取得した第１電圧Ｖ１を超えるか否かを調べ（ステップＳ２３）、電圧Ｖ’が第１電圧Ｖ１を超える場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、バッテリ３の状態を正常状態と判定する（ステップＳ２４）。電圧Ｖ’が第１電圧以下の場合（Ｓ２３：ＮＯ）、電源制御部１０は、電圧Ｖ’がステップＳ２２にて取得した第２電圧Ｖ２を超えるか否かをさらに調べる（ステップＳ２５）。電源制御部１０は、電圧Ｖ’が第２電圧Ｖ２を超える場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、バッテリ３の状態を予防状態と判定し（ステップＳ２６）、電圧Ｖ’が第２電圧Ｖ２以下の場合（Ｓ２５：ＮＯ）、バッテリ３の状態を異常状態と判定する（ステップＳ２７）。ステップＳ２４、Ｓ２６又はＳ２７にてバッテリ３の状態を判定した後、電源制御部１０は状態判定処理を終了して、図３に示す処理に戻る。

ステップＳ６の状態判定処理が終了した後、判定結果から電源制御部１０は、バッテリ３の状態が異常状態であるか否かを調べる（ステップＳ７）。バッテリ３の状態が異常状態の場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、スイッチ２１をオフにするとともにドアＥＣＵ２２へ消灯命令を与えて、バッテリ３からソケット４及びランプ５、６への電力供給を停止し（ステップＳ８）、ステップＳ１１へ進む。バッテリ３の状態が異常状態でない場合（Ｓ７：ＮＯ）、電源制御部１０は、バッテリ３の状態が予防状態であるか否かを更に調べる（ステップＳ９）。バッテリ３の状態が予防状態の場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、警告灯７を点灯して運転者に警告を与えて（ステップＳ１０）、ステップＳ１１へ進む。バッテリ３の状態が予防状態でない場合（Ｓ９：ＮＯ）、即ちバッテリ３の状態が正常状態の場合には、電源制御部１０はステップＳ１１へ進む。

次いで、バッテリ状態判定装置は、ＩＧスイッチ８の状態から車輌のエンジン１がオンされたか否かを調べる（ステップＳ１１）。エンジン１がオンされていない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、バッテリ状態判定装置は、所定時間を待機して（ステップＳ１２）、ステップＳ２へ戻り、上述のステップＳ２〜Ｓ１１を繰り返して行う。エンジン１がオンされた場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、バッテリ状態判定装置は処理を終了する。このように、バッテリ状態判定装置がステップＳ１２の所定時間を周期としてバッテリ３の状態を定期的に判定することによって、バッテリ上がりを確実に防止することができる。

以上の構成のバッテリ状態判定装置は、バッテリ３のＳＯＣに応じた電圧及び変化率の関係を予め測定して記憶部１１に記憶しておき、電圧検出部１５が検出したバッテリ３の電圧を基に電源制御部１０が電圧の変化率を算出し、予め記憶部１１に記憶した関係と検出した電圧及び算出した変化率とを基にバッテリ３の状態を判定する構成とすることにより、バッテリ３の電力が供給される各機器の消費電流及び使用状況等に影響されることなく、バッテリ３の状態を精度よく判定することができる。

また、ＳＯＣが７０％の場合の第１関係と、ＳＯＣが５０％の場合の第２関係とを記憶部１１に記憶しておくことにより、バッテリ３の状態を正常状態、予防状態及び異常状態の３つの状態に分けて判定することができ、各状態に応じて警告又は電力供給の停止等の処理を行うことができる。よって、精度のよいバッテリ３の状態の判定結果に応じて、警告又は電力供給の停止等の処理を精度よく行うことができ、バッテリ上がりを確実に防止することができる。また、本発明のバッテリ状態判定装置は、バッテリ３の状態を判定するためにバッテリ３の電圧を電圧検出部１５にて検出するのみでよく、バッテリ３を流れる電流の電流値を検出する必要はない。よって、バッテリ状態判定装置のコストを低減することができる。

なお、本実施の形態においては、バッテリ状態判定装置が車載のバッテリ３の状態を判定する構成としたが、これに限るものではなく、その他の目的に利用されるバッテリ３の状態を判定する構成としてもよい。また、バッテリ状態判定装置はバッテリ３が予防状態であると判定した場合に、警告灯７を点灯して警告を行う構成としたが、これに限るものではなく、例えば液晶ディスプレイに警告メッセージを表示する、又は音声出力により警告を行う等のその他の方法により警告を行う構成としてもよい。また、バッテリ状態判定装置はバッテリ３が予防状態の場合にのみ警告を行う構成としたが、これに限るものではなく、異常状態の場合にも警告を行う構成としてもよい。

また、バッテリ状態判定装置はエンジン１が動作しているか否かをＩＧスイッチ８の状態を基に判断する構成としたが、これに限るものではなく、例えば直接的にエンジン１が回転しているか否かをセンサなどで判断する、又はオルタネータ２が電力を出力しているか否かで判断する等の他の方法により判断を行う構成としてもよい。また、オルタネータ２及びバッテリ３が電力を供給する電気機器をソケット４及びランプ５、６としたが、一例であってこれに限るものではない。

また、バッテリ状態判定装置はバッテリ３の状態を正常状態、予防状態及び異常状態の３つの状態に判定する構成としたが、これに限るものではなく、判定を２つ又は４つ以上の状態について行う構成としてもよい。また、ＳＯＣが７０％の場合及び５０％の場合の２つの場合について、電圧及び変化率の関係を記憶部１１に記憶しておく構成としたが、ＳＯＣの値は一例であってこれに限るものではなく、例えばＳＯＣが８０％の場合及び６０％の場合など、ＳＯＣの値はバッテリ３の特性及び電力を供給する電気機器の特性等に応じて適切に決定すればよい。また、図２に示した特性は一例であって、これに限るものではない。

本発明に係るバッテリ状態判定装置の構成を示すブロック図である。 記憶部に記憶されたバッテリの特性の一例を示すグラフである。 本発明に係るバッテリ状態判定装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係るバッテリ状態判定装置が行う状態判定処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ オルタネータ
３ バッテリ
４ ソケット
５、６ ランプ
７ 警告灯（警告手段）
８ ＩＧスイッチ
１０ 電源制御部（算出手段、判定手段）
１１ 記憶部（記憶手段）
１２ 通信部
１５ 電圧検出部（検出手段）
２１ スイッチ（停止手段）
２２ ドアＥＣＵ（停止手段）
Ｖ１ 第１電圧（第１の電圧）
Ｖ２ 第２電圧（第２の電圧）

Claims (6)

1. 充電深度に応じたバッテリの状態を判定するバッテリ状態判定装置において、
   前記バッテリの充電深度に応じた電圧及び電圧の変化率の関係を予め記憶した記憶手段と、
   前記バッテリの電圧を検出する検出手段と、
   該検出手段が複数回検出した電圧を基に、前記バッテリの電圧の変化率を算出する算出手段と、
   前記記憶手段に予め記憶した前記関係、並びに前記検出手段が検出した前記電圧及び前記算出手段が算出した前記変化率を基に、前記バッテリの状態を判定する判定手段と
   を備えることを特徴とするバッテリ状態判定装置。
2. 前記記憶手段には、第１の充電深度に応じた第１の関係と、前記第１の充電深度より低い第２の充電深度に応じた第２の関係とを予め記憶してあること
   を特徴とする請求項１に記載のバッテリ状態判定装置。
3. 前記判定手段は、
   前記第１の関係を基に、前記算出手段が算出した変化率に対応する第１の電圧を取得し、
   前記第２の関係を基に、前記算出手段が算出した変化率に対応する第２の電圧を取得し、
   前記第１の電圧及び第２の電圧と、前記検出手段が検出した電圧とを比較して、前記バッテリの状態を判定するようにしてあること
   を特徴とする請求項２に記載のバッテリ状態判定装置。
4. 前記検出手段が検出した電圧が、前記第１の電圧より低い場合に、警告を行う警告手段を更に備えること
   を特徴とする請求項３に記載のバッテリ状態判定装置。
5. 前記検出手段が検出した電圧が、前記第２の電圧より低い場合に、前記バッテリの電力供給を停止する停止手段を更に備えること
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載のバッテリ状態判定装置。
6. 充電深度に応じたバッテリの状態を判定するバッテリ状態判定方法において、
   前記バッテリの充電深度に応じた電圧及び電圧の変化率の関係を予め記憶しておき、
   前記バッテリの電圧を検出し、
   複数回検出した電圧を基に、前記バッテリの電圧の変化率を算出し、
   予め記憶した前記関係、並びに検出した前記電圧及び算出した前記変化率を基に、前記バッテリの状態を判定すること
   を特徴とするバッテリ状態判定方法。

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