JP2001016787A

JP2001016787A - バッテリ劣化検出装置

Info

Publication number: JP2001016787A
Application number: JP11183393A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kanazawa; 昭義金澤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】充電用電力供給ラインを介して供給される電
力により充電されて、放電用電力供給ラインを介して負
荷等に電力を供給するバッテリの劣化を、バッテリの種
別に関係なく安価に検出すること。【解決手段】充電用電力供給ラインＬ１と放電用電力
供給ラインＬ２とが接続されたバッテリＢの劣化を検出
する装置であって、前記放電用電力供給ラインＬ２上の
電力の電圧を計測する電圧計測手段Ｖｍと、前記電圧計
測手段Ｖｍにより計測される前記放電用電力供給ライン
Ｌ２上の電力の電圧が所定の閾値を超えて基準電圧値か
ら変動したか否かを判定する判定手段３Ａとを備え、前
記判定手段３Ａの判定結果を基に前記バッテリの劣化を
検出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電用電力供給ラ
インを介して供給される電力により充電されて、放電用
電力供給ラインを介して負荷等に電力を供給するバッテ
リの劣化を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、走行用モータに電力を供給する
ためにハイブリッド車や電気自動車に搭載されるバッテ
リは、車両の減速時にモータに生じる逆起電力や、エン
ジンにより駆動されるオルタネータからの電力によっ
て、適宜充電される。

【０００３】ところで、バッテリが充放電を繰り返すと
劣化して充電容量が減ることは、一般に広く知られてい
るところであるが、この劣化を把握していないと、見か
け上は満充電であっても実際の充電容量がさほどなく、
短時間の走行でバッテリが上がって走行不能になること
が起こり得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、バッテリの電
解液の比重を監視して劣化の有無を検出することが考え
られるが、そもそも比重計はコストが高く、しかも、電
解液そのものが存在しないドライバッテリでは比重計を
用いたバッテリの劣化検出ができないので、コスト及び
汎用性の面からして、バッテリの劣化を比重計で検出す
るのには限界がある。

【０００５】そして、上述した劣化の検出に関する問題
は、ハイブリッド車や電気自動車に搭載されたバッテリ
に限らず、充放電が繰り返されるバッテリについて広く
一般的に当てはまるものであった。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、充電用電力供給ラインを介して供給さ
れる電力により充電されて、放電用電力供給ラインを介
して負荷等に電力を供給するバッテリの劣化を、バッテ
リの種別に関係なく安価に検出することができるバッテ
リ劣化検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載した本発明のバッテリ劣化検出装置は、
図１に基本構成図で示すように、充電用電力供給ライン
Ｌ１と放電用電力供給ラインＬ２とが接続されたバッテ
リＢの劣化を検出する装置であって、前記放電用電力供
給ラインＬ２上の電力の電圧を計測する電圧計測手段Ｖ
ｍと、前記電圧計測手段Ｖｍにより計測される前記放電
用電力供給ラインＬ２上の電力の電圧が所定の閾値を超
えて基準電圧値から変動したか否かを判定する判定手段
３Ａとを備え、前記判定手段３Ａの判定結果を基に前記
バッテリの劣化を検出することを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載した本発明のバッテ
リ劣化検出装置は、請求項１に記載した本発明のバッテ
リ劣化検出装置において、前記閾値が、劣化していない
状態の前記バッテリにより平滑化し得る交流電圧成分の
値に応じて定まる値であるものとした。

【０００９】さらに、請求項３に記載した本発明のバッ
テリ劣化検出装置は、請求項１又は２に記載した本発明
のバッテリ劣化検出装置において、前記バッテリＢの内
部インピーダンスを計測するインピーダンス計測手段α
と、該インピーダンス計測手段αにより計測された前記
内部インピーダンスが前記バッテリＢの満充電状態に相
当する領域の数値であるか否かを判定する第２判定手段
３Ｂとを備え、前記判定手段３Ａが、前記インピーダン
ス計測手段αにより計測された前記内部インピーダンス
が前記バッテリＢの満充電状態に相当する領域の数値で
ないと前記第２判定手段３Ｂが判定している際に、前記
電圧計測手段Ｖｍにより計測される前記電圧が前記閾値
を超えて前記基準電圧値から変動したか否かの判定を行
うものとした。

【００１０】請求項１に記載した本発明のバッテリ劣化
検出装置によれば、劣化していないバッテリＢの内部イ
ンピーダンスは、劣化したバッテリＢの内部インピーダ
ンスに比べて相対的に低い傾向を示すので、充電用電力
供給ラインＬ１上の電圧が、バッテリＢの充電のために
供給される電力の通常の電圧から変化すると、バッテリ
Ｂが劣化していない場合と劣化している場合とで、放電
用電力供給ラインＬ２上の電力の電圧に次のような差異
が生じる。

【００１１】即ち、バッテリＢが劣化していなければ、
充電用電力供給ラインＬ１上の通常とは異なる電圧の電
力が、バッテリＢにおける充電電荷への変換及び蓄積に
より平滑化されるので、放電用電力供給ラインＬ２上の
電力の電圧は通常の値のまま変化しない。

【００１２】しかし、バッテリＢが劣化していると、充
電用電力供給ラインＬ１上の通常とは異なる電圧の電力
が、バッテリＢにおいて充電電荷に変換、蓄積されない
ので、充電用電力供給ラインＬ１上の電圧変動が平滑化
されずに放電用電力供給ラインＬ２に波及して、放電用
電力供給ラインＬ２上の電力の電圧が充電用電力供給ラ
インＬ１上の電力の電圧と同様に、通常の値から変化す
る。

【００１３】また、請求項２に記載した本発明のバッテ
リ劣化検出装置によれば、請求項１に記載した本発明の
バッテリ劣化検出装置において、リップルノイズの発生
等により充電用電力供給ラインＬ１上の電力の電圧が変
動する場合、劣化していないバッテリＢにより平滑化し
得る交流電圧成分の値に応じて閾値を定めると、バッテ
リＢが劣化していない状態と劣化している状態とで、放
電用電力供給ラインＬ２上の電力の電圧に次のような差
異が生じる。

【００１４】即ち、バッテリＢが実際に劣化していなけ
れば、充電用電力供給ラインＬ１上のリップル電圧成分
がバッテリＢにおいて平滑化されるので、電圧計測手段
Ｖｍにより計測した放電用電力供給ラインＬ２上の電圧
が閾値を超えて基準電圧値から変動することはないが、
バッテリＢが実際に劣化していると、充電用電力供給ラ
インＬ１上のリップル電圧成分がバッテリＢにおいて殆
ど平滑化されなくなるので、電圧計測手段Ｖｍにより計
測した放電用電力供給ラインＬ２上の電圧が閾値を超え
て基準電圧値から変動することになる。

【００１５】さらに、請求項３に記載した本発明のバッ
テリ劣化検出装置によれば、請求項１又は２に記載した
本発明のバッテリ劣化検出装置において、満充電状態の
バッテリｂの内部インピーダンスは、満充電状態でない
バッテリＢに比べて相対的に高い傾向を示す。

【００１６】したがって、バッテリＢが劣化していなく
ても満充電状態であれば、充電用電力供給ラインＬ１上
の通常とは異なる電圧の電力が、バッテリＢにおいて充
電電荷に変換、蓄積されずに放電用電力供給ラインＬ２
に波及して、放電用電力供給ラインＬ２上の電力の電圧
が通常の値から変化することになる。

【００１７】そこで、電圧計測手段Ｖｍにより計測した
放電用電力供給ラインＬ２上の電圧が所定の閾値を超え
て基準電圧値から変動したか否かの判定手段３Ａによる
判定を、インピーダンス計測手段αにより計測されたバ
ッテリＢの内部インピーダンスがバッテリＢの満充電状
態に相当する領域の数値でないと第２判定手段３Ｂが判
定している際に限って行うことで、バッテリＢの満充電
状態が原因で放電用電力供給ラインＬ２上の電力の電圧
が通常の値から変化することがない状況の下で、バッテ
リＢが劣化したか否かが判定手段３Ａの判定結果に基づ
いて行われることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるバッテリ劣化
検出装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１９】図２は本発明の一実施形態に係るバッテリ
劣化検出装置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図
であり、図２中引用符号１で示す本実施形態のバッテリ
劣化検出装置は、実効電圧４２Ｖの高電圧バッテリＢ１
と、実効電圧１４Ｖの低電圧バッテリＢ２との劣化を各
々検出するものである。

【００２０】ここで、本実施形態のバッテリ劣化検出装
置１の詳細を説明する前に、高電圧バッテリＢ１及び低
電圧バッテリＢ２を有する車両の電源系の概略構成につ
いて説明する。

【００２１】図２中引用符号Ａはオルタネータであり、
このオルタネータＡは、不図示のエンジンにより回転駆
動されて交流電力を発電し、この発電された交流電力を
ＡＣ／ＤＣコンバータＣＮ１により実効電圧４２Ｖの直
流電力に変換した後、第１充電用電力供給ラインＬ１１
を介して高電圧バッテリＢ１に充電用電力として供給す
る。

【００２２】尚、高電圧バッテリＢ１は、第１放電用電
力供給ラインＬ２１を介して大容量負荷１１に、実効電
圧４２Ｖの直流電力を電源用電力として供給する。

【００２３】また、図２中引用符号ＣＮ２はＤＣ／ＤＣ
コンバータであり、このＤＣ／ＤＣコンバータＣＮ２
は、オルタネータＡ乃至ＡＣ／ＤＣコンバータＣＮ１か
ら第１放電用電力供給ラインＬ２１を介して供給される
実効電圧４２Ｖの電源用電力を、実効電圧１４Ｖに降圧
した後、第２充電用電力供給ラインＬ１２を介して低電
圧バッテリＢ２に充電用電力として供給する。

【００２４】尚、低電圧バッテリＢ２は、第２放電用電
力供給ラインＬ２２を介して通常負荷１２に、実効電圧
１４Ｖの直流電力を電源用電力として供給する。

【００２５】そして、バッテリ劣化検出装置１は、第１
放電用電力供給ラインＬ２１上の電力の電圧及び電流で
ある高充電電圧及び高充電電流を各々計測する高電圧用
電圧センサＶｍ１及び高電圧用電流センサＩｍ１と、第
２放電用電力供給ラインＬ２２上の電力の電圧及び電流
である低充電電圧及び高充電電流を各々計測する低電圧
用電圧センサＶｍ２及び低電圧用電流センサＩｍ２と、
マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記す
る。）３と、劣化表示部５とを有している。

【００２６】前記マイコン３は、図３にバッテリ劣化検
出装置１の電気的な概略構成のブロック図で示すよう
に、ＣＰＵ３ａ、ＲＡＭ３ｂ、及び、ＲＯＭ３ｃを有し
ており、このうち、ＣＰＵ３ａには、ＲＡＭ３ｂ及びＲ
ＯＭ３ｃの他、前記高電圧用電圧センサＶｍ１、低電圧
用電圧センサＶｍ２、高電圧用電流センサＩｍ１、低電
圧用電流センサＩｍ２、並びに、劣化表示部５と、イグ
ニッションスイッチ７とが各々接続されている。

【００２７】前記ＲＡＭ３ｂは、各種データ記憶用のデ
ータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有
しており、前記ＲＯＭ３ｃには、ＣＰＵ３ａに各種処理
動作を行わせるための制御プログラムが格納されてい
る。

【００２８】前記劣化表示部５は、例えば液晶ディスプ
レイ等からなり、高電圧バッテリＢ１や低電圧バッテリ
Ｂ２の劣化が検出された場合に、その旨を報知するため
の表示を行うように構成されている。

【００２９】次に、前記ＲＯＭ３ｃに格納された制御プ
ログラムに従いＣＰＵ３ａが行う処理を、図４乃至図６
のフローチャートを参照して説明する。

【００３０】マイコン３が起動しプログラムがスタート
すると、ＣＰＵ３ａは、まず、図４にメインルーチンの
フローチャートで示すように、初期設定を実行する（ス
テップＳ１）。

【００３１】このステップＳ１における初期設定では、
ＲＡＭ３ｂのワークエリアに設けられた各種フラグエリ
アのフラグを「０」に設定する他、このワークエリアに
設けられた各種バッファエリアのクリア等を行う。

【００３２】ステップＳ１の初期設定が済んだならば、
次に、イグニッションスイッチ７がオンであるか否かを
確認し（ステップＳ３）、オンでない場合は（ステップ
Ｓ３でＮ）、オンになるまでステップＳ３をリピート
し、オンである場合は（ステップＳ３でＹ）、満充電確
認処理を行う（ステップＳ５）。

【００３３】このステップＳ５における満充電確認処理
では、図５にサブルーチンのフローチャートで示すよう
に、まず、高電圧用電圧センサＶｍ１及び高電圧用電流
センサＩｍ１により計測される、第１放電用電力供給ラ
インＬ２１上の高充電電圧Ｖｈ及び高充電電流Ｉｈを各
々読み込む（ステップＳ５ａ）。

【００３４】次に、読み込んだ高充電電圧Ｖｈ及び高充
電電流Ｉｈに基づいて高電圧バッテリＢ１の内部インピ
ーダンスＲｈを割り出し（ステップＳ５ｂ）、この内部
インピーダンスＲｈが高電圧バッテリＢ１の満充電状態
時の内部インピーダンスである高電圧抵抗閾値Ｒｈｔｈ
を上回っているか否かを確認する（ステップＳ５ｃ）。

【００３５】内部インピーダンスＲｈが高電圧抵抗閾値
Ｒｈｔｈを上回っている場合は（ステップＳ５ｃで
Ｙ）、後述するステップＳ５ｆに進み、上回っていない
場合は（ステップＳ５ｃでＮ）、ＲＡＭ３ｂの高電圧満
充電フラグエリアのフラグＦ１が「０」であるか否かを
確認する（ステップＳ５ｄ）。

【００３６】高電圧満充電フラグＦ１が「０」である場
合は（ステップＳ５ｄでＹ）、後述するステップＳ５ｈ
に進み、「０」でない場合は（ステップＳ５ｄでＮ）、
高電圧満充電フラグＦ１を「０」に設定した後（ステッ
プＳ５ｅ）、ステップＳ５ｈに進む。

【００３７】また、ステップＳ５ｃにおいて内部インピ
ーダンスＲｈが高電圧抵抗閾値Ｒｈｔｈを上回っている
場合（Ｙ）に進むステップＳ５ｆでは、高電圧満充電フ
ラグＦ１が「０」であるか否かを確認する。

【００３８】高電圧満充電フラグＦ１が「０」でない場
合は（ステップＳ５ｆでＮ）、ステップＳ５ｈに進み、
「０」である場合は（ステップＳ５ｆでＹ）、高電圧満
充電フラグＦ１を「１」に設定した後（ステップＳ５
ｇ）、ステップＳ５ｈに進む。

【００３９】ステップＳ５ｈでは、低電圧用電圧センサ
Ｖｍ２及び低電圧用電流センサＩｍ２により計測され
る、第２放電用電力供給ラインＬ２２上の低充電電圧Ｖ
ｌ及び低充電電流Ｉｌを各々読み込み、読み込んだ低充
電電圧Ｖｌ及び低充電電流Ｉｌに基づいて低電圧バッテ
リＢ２の内部インピーダンスＲｌを割り出す（ステップ
Ｓ５ｊ）。

【００４０】次に、割り出した低電圧バッテリＢ２の内
部インピーダンスＲｌが低電圧バッテリＢ２の満充電状
態時の内部インピーダンスである低電圧抵抗閾値Ｒｌｔ
ｈを上回っているか否かを確認し（ステップＳ５ｋ）、
上回っている場合は（ステップＳ５ｋでＹ）、後述する
ステップＳ５ｐに進み、上回っていない場合は（ステッ
プＳ５ｋでＮ）、ＲＡＭ３ｂの低電圧満充電フラグエリ
アのフラグＦ３が「０」であるか否かを確認する（ステ
ップＳ５ｍ）。

【００４１】低電圧満充電フラグＦ３が「０」である場
合は（ステップＳ５ｍでＹ）、満充電確認処理を終了し
て、図４のメインルーチンにリターンし、「０」でない
場合は（ステップＳ５ｍでＮ）、低電圧満充電フラグＦ
３を「０」に設定した後（ステップＳ５ｎ）、満充電確
認処理を終了して、図４のメインルーチンにリターンす
る。

【００４２】また、ステップＳ５ｋにおいて内部インピ
ーダンスＲｌが低電圧抵抗閾値Ｒｌｔｈを上回っている
場合（Ｙ）に進むステップＳ５ｐでは、低電圧満充電フ
ラグＦ３が「０」であるか否かを確認する。

【００４３】低電圧満充電フラグＦ３が「０」でない場
合は（ステップＳ５ｐでＮ）、満充電確認処理を終了し
て、図４のメインルーチンにリターンし、「０」である
場合は（ステップＳ５ｐでＹ）、低電圧満充電フラグＦ
３を「１」に設定した後（ステップＳ５ｒ）、満充電確
認処理を終了して、図４のメインルーチンにリターンす
る。

【００４４】ステップＳ５の満充電確認処理が済んだな
らば、図４に示すように、高電圧満充電フラグＦ１が
「０」であるか否かを確認し（ステップＳ７）、「０」
でない場合は（ステップＳ７でＮ）、後述するステップ
Ｓ９に進み、「０」である場合は（ステップＳ７で
Ｙ）、高電圧バッテリ劣化確認処理を行う（ステップＳ
９）。

【００４５】このステップＳ９における高電圧バッテリ
劣化確認処理では、図６にサブルーチンのフローチャー
トで示すように、まず、ステップＳ５ａで読み込んだ第
１放電用電力供給ラインＬ２１上の高充電電圧Ｖｈが、
高電圧バッテリＢ１の劣化の指標となる所定の高電圧閾
値Ｖｈｔｈを上回っているか否かを確認する（ステップ
Ｓ９ａ）。

【００４６】高充電電圧Ｖｈが高電圧閾値Ｖｈｔｈを上
回っている場合は（ステップＳ９ａでＹ）、後述するス
テップＳ９ｅに進み、上回っていない場合は（ステップ
Ｓ９ａでＮ）、ＲＡＭ３ｂの高電圧劣化フラグエリアの
フラグＦ５が「０」であるか否かを確認する（ステップ
Ｓ９ｂ）。

【００４７】高電圧劣化フラグＦ５が「０」である場合
は（ステップＳ９ｂでＹ）、高電圧バッテリ劣化確認処
理を終了して、図４のメインルーチンにリターンし、
「０」でない場合は（ステップＳ９ｂでＮ）、劣化表示
部５による高電圧バッテリＢ１の劣化表示を終了させ
（ステップＳ９ｃ）、高電圧劣化フラグＦ５を「０」に
設定した後（ステップＳ９ｄ）、高電圧バッテリ劣化確
認処理を終了して、図４のメインルーチンにリターンす
る。

【００４８】また、ステップＳ９ａにおいて高充電電圧
Ｖｈが高電圧閾値Ｖｈｔｈを上回っている場合（Ｙ）に
進むステップＳ９ｅでは、高電圧劣化フラグＦ５が
「０」であるか否かを確認する。

【００４９】高電圧劣化フラグＦ５が「０」でない場合
は（ステップＳ９ｅでＮ）、高電圧バッテリ劣化確認処
理を終了して、図４のメインルーチンにリターンし、
「０」である場合は（ステップＳ９ｅでＹ）、劣化表示
部５による高電圧バッテリＢ１の劣化表示を開始させ
（ステップＳ９ｆ）、高電圧劣化フラグＦ５を「１」に
設定した後（ステップＳ９ｇ）、高電圧バッテリ劣化確
認処理を終了して、図４のメインルーチンにリターンす
る。

【００５０】ステップＳ９の高電圧バッテリ劣化確認処
理が済んだならば、図４に示すように、低電圧満充電フ
ラグＦ３が「０」であるか否かを確認し（ステップＳ１
１）、「０」でない場合は（ステップＳ１１でＮ）、ス
テップＳ３にリターンし、「０」である場合は（ステッ
プＳ１１でＹ）、低電圧バッテリ劣化確認処理を行う
（ステップＳ１３）。

【００５１】このステップＳ１３における低電圧バッテ
リ劣化確認処理では、図７にサブルーチンのフローチャ
ートで示すように、まず、ステップＳ５ｈで読み込んだ
第２放電用電力供給ラインＬ２２上の低充電電圧Ｖｌ
が、低電圧バッテリＢ２の劣化の指標となる所定の低電
圧閾値Ｖｌｔｈを上回っているか否かを確認する（ステ
ップＳ１３ａ）。

【００５２】低充電電圧Ｖｌが低電圧閾値Ｖｌｔｈを上
回っている場合は（ステップＳ１３ａでＹ）、後述する
ステップＳ１３ｅに進み、上回っていない場合は（ステ
ップＳ１３ａでＮ）、ＲＡＭ３ｂの低電圧劣化フラグエ
リアのフラグＦ７が「０」であるか否かを確認する（ス
テップＳ１３ｂ）。

【００５３】低電圧劣化フラグＦ７が「０」である場合
は（ステップＳ１３ｂでＹ）、低電圧バッテリ劣化確認
処理を終了して、図４のメインルーチンにリターンし、
「０」でない場合は（ステップＳ１３ｂでＮ）、劣化表
示部５による低電圧バッテリＢ２の劣化表示を終了させ
（ステップＳ１３ｃ）、低電圧劣化フラグＦ７を「０」
に設定した後（ステップＳ１３ｄ）、低電圧バッテリ劣
化確認処理を終了して、図４のメインルーチンにリター
ンする。

【００５４】また、ステップＳ１３ａにおいて低充電電
圧Ｖｌが低電圧閾値Ｖｌｔｈを上回っている場合（Ｙ）
に進むステップＳ１３ｅでは、低電圧劣化フラグＦ７が
「０」であるか否かを確認する。

【００５５】低電圧劣化フラグＦ７が「０」でない場合
は（ステップＳ１３ｅでＮ）、低電圧バッテリ劣化確認
処理を終了して、図４のメインルーチンにリターンし、
「０」である場合は（ステップＳ１３ｅでＹ）、劣化表
示部５による低電圧バッテリＢ２の劣化表示を開始させ
（ステップＳ１３ｆ）、低電圧劣化フラグＦ７を「１」
に設定した後（ステップＳ１３ｇ）、低電圧バッテリ劣
化確認処理を終了して、図４のメインルーチンにリター
ンする。

【００５６】ステップＳ１３の高電圧バッテリ劣化確認
処理が済んだならば、図４に示すように、ステップＳ３
にリターンする。

【００５７】以上の説明からも明らかなように、本実施
形態では、図６のフローチャートにおけるステップＳ９
ａと図７のフローチャートにおけるステップＳ１３ａと
が、請求項中の判定手段３Ａに対応する処理となってお
り、図５のフローチャートにおけるステップＳ５ｃが、
請求項中の第２判定手段３Ｂに対応する処理となってい
る。

【００５８】また、本実施形態では、図５中のステップ
Ｓ５ａ及びステップＳ５ｂと、高電圧用電圧センサＶｍ
１及び高電圧用電流センサＩｍ１とにより、請求項中の
インピーダンス計測手段αが構成されており、これとは
別に、図５中のステップＳ５ｈ及びステップＳ５ｊと、
低電圧用電圧センサＶｍ２及び低電圧用電流センサＩｍ
２とにより、請求項中のインピーダンス計測手段αが構
成されている。

【００５９】さらに、本実施形態では、高電圧バッテリ
Ｂ１及び低電圧バッテリＢ２が請求項中のバッテリＢに
各々相当していると共に、高電圧用電圧センサＶｍ１及
び低電圧用電圧センサＶｍ２が請求項中の電圧計測手段
Ｖｍに各々相当している。

【００６０】また、本実施形態では、高電圧バッテリＢ
１が第１放電用電力供給ラインＬ２１上に放電する電力
の通常の高充電電圧Ｖｈの値と、高電圧閾値Ｖｈｔｈと
の差分が、請求項中の所定の閾値に相当しており、これ
とは別に、低電圧バッテリＢ２が第２放電用電力供給ラ
インＬ２２上に放電する電力の通常の低充電電圧Ｖｌの
値と、低電圧閾値Ｖｌｔｈとの差分が、請求項中の所定
の閾値に相当している。

【００６１】次に、上述のように構成された本実施形態
のバッテリ劣化検出装置１の動作（作用）について説明
する。

【００６２】まず、バッテリ劣化検出装置１が動作を開
始すると、高電圧用電圧センサＶｍ１及び高電圧用電流
センサＩｍ１により計測される、第１放電用電力供給ラ
インＬ２１上の高充電電圧Ｖｈ及び高充電電流Ｉｈを基
にして、高電圧バッテリＢ１の内部インピーダンスＲｈ
が割り出される。

【００６３】ここで、オルタネータＡからＡＣ／ＤＣコ
ンバータＣＮ１及び第１充電用電力供給ラインＬ１１を
介して供給される、実効電圧４２Ｖの直流電力により、
高電圧バッテリＢ１が満充電状態まで充電されていなけ
れば、高電圧バッテリＢ１の内部インピーダンスＲｈは
さほど大きい値とはならず、したがって、高電圧抵抗閾
値Ｒｈｔｈには達しない。

【００６４】そして、高電圧バッテリＢ１が満充電状態
まで充電されていない状態では、オルタネータＡや不図
示のエンジンの回転により第１充電用電力供給ラインＬ
１１上にリップルノイズが発生し、これにより、第１充
電用電力供給ラインＬ１１上の電力の電圧がリップル電
圧のせいで上昇したとしても、高電圧バッテリＢ１が劣
化していなければ、その上昇分の電圧が電荷に変換され
て高電圧バッテリＢ１に充電、蓄積される。

【００６５】したがって、高電圧バッテリＢ１が劣化し
ていない限り、高電圧用電圧センサＶｍ１により計測さ
れる第１放電用電力供給ラインＬ２１上の高充電電圧Ｖ
ｈが高電圧閾値Ｖｈｔｈに達することはなく、よって、
高電圧バッテリＢ１が劣化している旨が劣化表示部５に
表示されることはない。

【００６６】しかし、満充電状態まで充電されていない
状態で高電圧バッテリＢ１が劣化すると、リップルノイ
ズの発生に伴うリップル電圧のせいで、第１充電用電力
供給ラインＬ１１上の電力の電圧が上昇した際に、高電
圧用電圧センサＶｍ１により計測される第１放電用電力
供給ラインＬ２１上の高充電電圧Ｖｈが高電圧閾値Ｖｈ
ｔｈを上回り、高電圧バッテリＢ１が劣化している旨が
劣化表示部５に表示されるケースが発生することにな
る。

【００６７】尚、高電圧バッテリＢ１が劣化している旨
の劣化表示部５の表示は、その後、劣化していないもの
に高電圧バッテリＢ１が交換される等して、高充電電圧
Ｖｈが高電圧閾値Ｖｈｔｈを上回らないようになると、
その時点で終了される。

【００６８】また、バッテリ劣化検出装置１が動作を開
始すると、低電圧用電圧センサＶｍ２及び低電圧用電流
センサＩｍ２により計測される、第２放電用電力供給ラ
インＬ２２上の低充電電圧Ｖｌ及び低充電電流Ｉｌを基
にして、低電圧バッテリＢ２の内部インピーダンスＲｌ
が割り出される。

【００６９】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮ２及び
第２充電用電力供給ラインＬ２１を介して供給される、
実効電圧１４Ｖの直流電力により、低電圧バッテリＢ２
が満充電状態まで充電されていなければ、低電圧バッテ
リＢ２の内部インピーダンスＲｌはさほど大きい値とは
ならず、したがって、低電圧抵抗閾値Ｒｌｔｈには達し
ない。

【００７０】そして、低電圧バッテリＢ２が満充電状態
まで充電されていない状態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＣＮ２のスイッチング動作等により第２充電用電力供給
ラインＬ１２上にリップルノイズが発生し、これによ
り、第２充電用電力供給ラインＬ１２上の電力の電圧が
リップル電圧のせいで上昇したとしても、低電圧バッテ
リＢ２が劣化していなければ、その上昇分の電圧が電荷
に変換されて低電圧バッテリＢ２に充電、蓄積される。

【００７１】したがって、低電圧バッテリＢ２が劣化し
ていない限り、低電圧用電圧センサＶｍ１により計測さ
れる第２放電用電力供給ラインＬ２２上の低充電電圧Ｖ
ｌが低電圧閾値Ｖｌｔｈに達することはなく、よって、
低電圧バッテリＢ２が劣化している旨が劣化表示部５に
表示されることはない。

【００７２】しかし、満充電状態まで充電されていない
状態で低電圧バッテリＢ２が劣化すると、リップルノイ
ズの発生に伴うリップル電圧のせいで、第２充電用電力
供給ラインＬ１２上の電力の電圧が上昇した際に、低電
圧用電圧センサＶｍ２により計測される第２放電用電力
供給ラインＬ２２上の低充電電圧Ｖｌが低電圧閾値Ｖｌ
ｔｈを上回り、低電圧バッテリＢ２が劣化している旨が
劣化表示部５に表示されるケースが発生することにな
る。

【００７３】尚、低電圧バッテリＢ２が劣化している旨
の劣化表示部５の表示は、その後、劣化していないもの
に低電圧バッテリＢ２が交換される等して、低充電電圧
Ｖｌが低電圧閾値Ｖｌｔｈを上回らないようになると、
その時点で終了される。

【００７４】このように本実施形態のバッテリ劣化検出
装置１によれば、オルタネータＡからＡＣ／ＤＣコンバ
ータＣＮ１及び第１充電用電力供給ラインＬ１１を介し
て供給される、実効電圧４２Ｖの直流電力により充電さ
れる高電圧バッテリＢ１が、第１放電用電力供給ライン
Ｌ２１を介して放電する電力の高充電電圧Ｖｈを、高電
圧用電圧センサＶｍ１により計測し、この高充電電圧Ｖ
ｈが高電圧閾値Ｖｈｔｈを上回ると、その間、高電圧バ
ッテリＢ１が劣化している旨を劣化表示部５に表示させ
る構成とした。

【００７５】このため、オルタネータＡや不図示のエン
ジンの回転により第１充電用電力供給ラインＬ１１上に
発生するリップルノイズが高電圧バッテリＢ１によって
吸収されるかを基に、電解液の比重を計測する比重計の
ような高価な機器を用いずに、しかも、高電圧バッテリ
Ｂ１がドライバッテリであるとしても、それに関係なく
確実に、充放電の繰り返し等による高電圧バッテリＢ１
の劣化を確実に検出することができる。

【００７６】同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮ２及び
第２充電用電力供給ラインＬ１２を介して供給される、
実効電圧１４Ｖの直流電力により充電される低電圧バッ
テリＢ２が、第２放電用電力供給ラインＬ２２を介して
放電する電力の低充電電圧Ｖｌを、低電圧用電圧センサ
Ｖｍ２により計測し、この低充電電圧Ｖｈが低電圧閾値
Ｖｌｔｈを上回ると、その間、低電圧バッテリＢ２が劣
化している旨を劣化表示部５に表示させる構成とした。

【００７７】このため、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮ２の
スイッチング動作等により第２充電用電力供給ラインＬ
１２上に発生するリップルノイズが低電圧バッテリＢ２
によって吸収されるかを基に、比重計のような高価な機
器を用いずバッテリの種別に関係なく、低電圧バッテリ
Ｂ２の劣化についても確実に検出することができる。

【００７８】そして、本実施形態のように、オルタネー
タＡで発電された電力がＤＣ／ＤＣコンバータＣＮ２経
由で充電用電力として低電圧バッテリＢ２に供給される
車両の電源系において、オルタネータＡとＤＣ／ＤＣコ
ンバータＣＮ２との間に介設された高電圧バッテリＢ１
の劣化を、高電圧バッテリＢ１が第１放電用電力供給ラ
インＬ２１に放電する電力の高充電電圧Ｖｈを監視する
ことで検出するようにすれば、次のようなさらなる利点
がある。

【００７９】即ち、高電圧バッテリＢ１の劣化によっ
て、第１充電用電力供給ラインＬ１１上に発生したリッ
プルノイズが高電圧バッテリＢ１で吸収されずにＤＣ／
ＤＣコンバータＣＮ２に到達し、このリップルノイズに
よるリップル電圧で通常よりも大きく上下した電圧がＤ
Ｃ／ＤＣコンバータＣＮ２に印加されて、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータＣＮ２が損傷してしまうのを、比重計のような
高価な機器を用いず安価に防止できるようになるので、
有利である。

【００８０】尚、高電圧バッテリＢ１や低電圧バッテリ
Ｂ２が満充電状態まで充電されている場合に、高電圧バ
ッテリＢ１や低電圧バッテリＢ２の劣化の検出を行わな
いようにするための構成は、省略してもよい。

【００８１】しかし、本実施形態のようにこの構成を設
ければ、高電圧バッテリＢ１や低電圧バッテリＢ２の満
充電状態が原因で、第１放電用電力供給ラインＬ２１の
高充電電圧Ｖｈや第２放電用電力供給ラインＬ２２の低
充電電圧Ｖｌが、高電圧閾値Ｖｈｔｈや低電圧閾値Ｖｌ
ｔｈを上回った場合に、高電圧バッテリＢ１や低電圧バ
ッテリＢ２が劣化したものと誤って判定されるのを防ぐ
ことができるので、劣化検出の精度を向上させることが
でき有利である。

【００８２】また、本実施形態のバッテリ劣化検出装置
１では、高電圧バッテリＢ１や低電圧バッテリＢ２の劣
化検出の判定基準である高電圧閾値Ｖｈｔｈや低電圧閾
値Ｖｌｔｈが、第１放電用電力供給ラインＬ２１の高充
電電圧Ｖｈや第２放電用電力供給ラインＬ２２の低充電
電圧Ｖｌの比較対象となる値であるものとしたが、バッ
テリの劣化の判定基準となる閾値は、バッテリが接続さ
れる放電用電力供給ラインの標準的な基準電圧値に対す
る実際の電圧値の許容変動幅を示す値等であってもよ
い。

【００８３】さらに、本実施形態では、高電圧バッテリ
Ｂ１及び低電圧バッテリＢ２の２つのバッテリを有する
車両の電源系を例に取って説明したが、本発明は、単一
又は３つ以上の複数のバッテリを有する車両の電源系に
ついても適用可能であり、さらには、車両に限らず種々
の装置のバッテリを用いた電源系にも同様に適用可能で
あることは、言うまでもない。

【００８４】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１に記載し
た本発明のバッテリ劣化検出装置によれば、充電用電力
供給ラインと放電用電力供給ラインとが接続されたバッ
テリの劣化を検出する装置であって、前記放電用電力供
給ライン上の電力の電圧を計測する電圧計測手段と、前
記電圧計測手段により計測される前記放電用電力供給ラ
イン上の電力の電圧が所定の閾値を超えて基準電圧値か
ら変動したか否かを判定する判定手段とを備え、前記判
定手段の判定結果を基に前記バッテリの劣化を検出する
構成とした。

【００８５】このため、充電用電力供給ライン上の電圧
がバッテリの充電のために供給される電力の通常の電圧
から変化した場合に、充電用電力供給ライン上の電圧変
動が平滑化されて放電用電力供給ライン上での電圧変化
が生じないか、それとも、充電用電力供給ライン上の電
圧変動が平滑化されずに放電用電力供給ラインに波及し
て、放電用電力供給ライン上で電圧変化が生じるかを、
判定手段の判定結果から確認することで、比重計のよう
な高価な機器を用いず安価にバッテリの劣化を検出する
ことができる。

【００８６】また、請求項２に記載した本発明のバッテ
リ劣化検出装置によれば、請求項１に記載した本発明の
バッテリ劣化検出装置において、前記閾値が、劣化して
いない状態の前記バッテリにより平滑化し得る交流電圧
成分の値に応じて定まる値である構成とした。

【００８７】このため、請求項１に記載した本発明のバ
ッテリ劣化検出装置において、放電用電力供給ライン上
の電力に変動が生じたか否かを判定するのに判定手段が
用いる閾値を、劣化していない状態のバッテリにより平
滑化し得る交流電圧成分の値に応じて定めることで、充
電用電力供給ライン上でのリップルノイズの発生により
交流電圧成分が重畳されて、充電用電力供給ライン上の
電圧が劣化していない状態のバッテリにより平滑化し得
る値を超えて変動した場合に、バッテリの劣化を確実に
検出することができる。

【００８８】さらに、請求項３に記載した本発明のバッ
テリ劣化検出装置によれば、請求項１又は２に記載した
本発明のバッテリ劣化検出装置において、前記バッテリ
の内部インピーダンスを計測するインピーダンス計測手
段と、該インピーダンス計測手段により計測された前記
内部インピーダンスが前記バッテリの満充電状態に相当
する領域の数値であるか否かを判定する第２判定手段と
を備え、前記判定手段が、前記インピーダンス計測手段
により計測された前記内部インピーダンスが前記バッテ
リの満充電状態に相当する領域の数値でないと前記第２
判定手段が判定している際に、前記電圧計測手段により
計測される前記電圧が前記閾値を超えて前記基準電圧値
から変動したか否かの判定を行う構成とした。

【００８９】このため、請求項１又は２に記載した本発
明のバッテリ劣化検出装置において、満充電状態である
ことが原因でバッテリが電圧変動の平滑化機能を発揮で
きない状況となった場合に、放電用電力供給ライン上の
電力の電圧が通常の値から閾値を超えて変化したのをバ
ッテリの劣化によるものと誤って検出するのを防止し
て、バッテリ劣化の検出精度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるバッテリ劣化検出装置の基本構成
図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るバッテリ劣化検出装
置の概略構成を一部ブロックにて示す説明図である。

【図３】図２のバッテリ劣化検出装置の電気的な概略構
成のブロック図である。

【図４】図３のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納さ
れた制御プログラムに従いＣＰＵが行う処理を示すメイ
ンルーチンのフローチャートである。

【図５】図４の満充電確認処理を示すサブルーチンのフ
ローチャートである。

【図６】図４の高電圧バッテリ劣化確認処理を示すサブ
ルーチンのフローチャートである。

【図７】図４の低電圧バッテリ劣化確認処理を示すサブ
ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

３マイクロコンピュータ３ａＣＰＵ３ｂＲＡＭ３ｃＲＯＭ３Ａ判定手段３Ｂ第２判定手段ＢバッテリＬ１充電用電力供給ラインＬ２放電用電力供給ラインＶｍ電圧計測手段 α インピーダンス計測手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充電用電力供給ラインと放電用電力供給
ラインとが接続されたバッテリの劣化を検出する装置で
あって、前記放電用電力供給ライン上の電力の電圧を計測する電
圧計測手段と、前記電圧計測手段により計測される前記放電用電力供給
ライン上の電力の電圧が所定の閾値を超えて基準電圧値
から変動したか否かを判定する判定手段とを備え、前記判定手段の判定結果を基に前記バッテリの劣化を検
出する、ことを特徴とするバッテリ劣化検出装置。
【請求項２】前記閾値は、劣化していない状態の前記
バッテリにより平滑化し得る交流電圧成分の値に応じて
定まる値である請求項１記載のバッテリ劣化検出装置。
【請求項３】前記バッテリの内部インピーダンスを計
測するインピーダンス計測手段と、該インピーダンス計
測手段により計測された前記内部インピーダンスが前記
バッテリの満充電状態に相当する領域の数値であるか否
かを判定する第２判定手段とを備え、前記判定手段は、
前記インピーダンス計測手段により計測された前記内部
インピーダンスが前記バッテリの満充電状態に相当する
領域の数値でないと前記第２判定手段が判定している際
に、前記電圧計測手段により計測される前記電圧が前記
閾値を超えて前記基準電圧値から変動したか否かの判定
を行う請求項１又は２記載のバッテリ劣化検出装置。