JP2008145199A - 充電深度判定方法及び充電深度判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出した開放電圧に基づきバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定方法の提供。
【解決手段】充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法。充電終了直後に検出した電流値（Ｓ４３）が所定電流値よりも小さいか否かを判定し（Ｓ４５）、所定電流値よりも小さいと判定したときに、バッテリの電圧値を検出し（Ｓ４７）、所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し（Ｓ４９）、測定した時間が所定時間に達したときに（Ｓ５１）、バッテリの電圧値を検出し（Ｓ５５）、充電終了直後に検出した電圧値（Ｓ４７）と、所定時間に達したときに検出した電圧値（Ｓ５５）との差を算出し、算出した差に基づきバッテリの充電深度を判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両等に使用されるバッテリの、満充電に対する充電割合である充電深度（ＳＯＣ（State Of Charge）；バッテリ容量）を判定する充電深度判定方法及び充電深度判定装置に関するものである。

車両に搭載される電気負荷は年々増加する傾向にある。ウインドーデフォッガ及び寒冷地向けのシートヒータ等の大容量の電気負荷が採用されたり、また、油圧又はエンジン動力で作動させていた機器を電動化して、制御性能及び効率の向上を図る動きが進んでいる。電動ブレーキ及び電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）等、高い信頼性が要求される電気負荷も採用されて来ている。
このような電気負荷の増加に対応して、車載バッテリの容量（充電深度）情報は重要になって来ている。

特許文献１には、充放電終了後の所定時間内に、時間軸上で二次電池の複数の電圧測定値を取得して逐次計算を行い、二次電池の開回路電圧の時間特性を近似する４次以上の指数減衰関数の係数を決定し、決定した係数に基づき二次電池の開回路電圧の収束値を求め、求めた収束値に基づき充電率（充電深度）を推定する充電率推定方法が開示されている。

特許文献２には、充放電が終了した後、所定時間が経過してから一定の時間の間に、バッテリの開放電圧を複数回測定し、測定した開放電圧と想定した想定開回路電圧との差値により、べき数が負である予め定めた累乗近似式を決定し、決定した累乗近似式のべき数が−０．５又は略−０．５となる迄、累乗近似式の決定を、想定開回路電圧を更新しながら繰り返し実行し、べき数が−０．５又は略−０．５となったときの想定開回路電圧を開回路電圧（平衡状態時の開放電圧）と推定する車両用バッテリの開回路電圧推定方法が開示されている。
特開２００５−４３３３９号公報 特開２００２−２３４４０８号公報

充電した後のバッテリの開放電圧（電流が流れていないときの端子電圧）は、充電によるバッテリ液の分極が解消（拡散）するのに伴い下降して行き、通常約２４時間後に、分極が解消した平衡状態で一定電圧に収束する。その為、検出した開放電圧からバッテリの充電深度（バッテリの容量）を知ることはできないという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１〜３発明では、検出した開放電圧に基づきバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定方法を提供することを目的とする。
第４〜８発明では、検出した開放電圧に基づきバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定装置を提供することを目的とする。

図８及び図９に示すように、個体差は有るものの、充電深度が大きく、容量の高いバッテリ程、充電直後の電圧が高く、また、分極解消による（ここでは１時間後の）電圧降下も大きい。逆に、充電深度が小さく、容量の低いバッテリ程、充電直後の電圧が低く、また、分極解消による電圧降下も小さい。

そこで、充電停止直後から所定時間後のバッテリＡ〜Ｅの電圧降下をまとめると、図１０に示すようになり、何れのバッテリＡ〜Ｅも、充電深度が大きいとき程、所定時間後（ここでは１時間後）の電圧降下が大きく、充電深度が小さいとき程、所定時間後の電圧降下も小さくなることが判る。
また、充電停止直後の電圧値と予測した平衡状態における開放電圧値との差をまとめると、図１１に示すようになり、何れのバッテリＡ〜Ｅも、充電深度が大きいとき程、前記差が大きく、充電深度が小さいとき程、前記差も小さくなることが判る。

また、充電停止直後の電圧値でそれ以後の電圧値を除算して正規化すると、図１２、図１３、図１４に示すように、何れのバッテリＡ〜Ｅも、充電深度が大きいとき程、その除算結果は大きく収束し（小さくなり）、充電深度が小さいとき程、その除算結果は小さく収束することが判る。但し、固体差は存在する。また、各除算結果は、３０分（１８００秒）も経過すると、略一定となることも判る。
従って、上述したようなバッテリの特性を、バッテリの種類毎に、予め測定して算出しておき、使用状態で測定したデータ及び算出したデータと、予め測定したデータ及び予め算出したデータとを比較することにより、バッテリの充電深度を判定することが可能である。

第１発明に係る充電深度判定方法は、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法において、充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定している期間に、検出した電圧値を時系列的にサンプリングし、サンプリングした電圧値に基づき、前記バッテリの充放電による分極が解消したときの開放電圧値を予測し、前記充電終了直後にサンプリングした電圧値と、予測した前記開放電圧値との差を算出し、算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定することを特徴とする。

第２発明に係る充電深度判定方法は、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法において、充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し、測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記充電終了直後に検出した電圧値と、前記所定時間に達したときに検出した電圧値との差を算出し、算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定することを特徴とする。

第３発明に係る充電深度判定方法は、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法において、充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し、測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記所定時間に達したときに検出した電圧値を、前記充電終了直後に検出した電圧値で除算し、除算した結果に基づき前記バッテリの充電深度を判定することを特徴とする。

第４発明に係る充電深度判定装置は、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出し、検出した該電流値が所定電流値よりも小さい期間に、検出した前記電圧値を時系列的にサンプリングし、サンプリングした電圧値に基づき、前記バッテリの充放電による分極が解消したときの開放電圧値を予測する予測手段を備え、該予測手段が予測した開放電圧値を使用して前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定装置であって、充電終了直後にサンプリングした電圧値、及び前記予測手段が予測した開放電圧値の差を算出する手段と、該手段が算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

第１発明に係る充電深度判定方法及び第４発明に係る充電深度判定装置では、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出し、検出した電流値が所定電流値よりも小さい期間に、予測手段が、検出した電圧値を時系列的にサンプリングし、サンプリングした電圧値に基づき、バッテリの充放電による分極が解消したときの開放電圧値を予測し、その予測した開放電圧値を使用してバッテリの充電深度を判定する。充電終了直後にサンプリングした電圧値、及び予測手段が予測した開放電圧値の差を算出し、その算出した差に基づきバッテリの充電深度を判定する。

第５発明に係る充電深度判定装置は、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定装置において、充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定する電流判定手段と、該電流判定手段が、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記電流判定手段が、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定する手段と、該手段が測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記充電終了直後に検出した電圧値、及び前記所定時間に達したときに検出した電圧値の差を算出する手段と、該手段が算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る充電深度判定方法及び第５発明に係る充電深度判定装置では、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、バッテリの充電深度を判定する。充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定したときに、バッテリの電圧値を検出する。所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し、その測定した時間が所定時間に達したときに、バッテリの電圧値を検出する。充電終了直後に検出した電圧値、及び所定時間に達したときに検出した電圧値の差を算出し、その算出した差に基づきバッテリの充電深度を判定する。

第６発明に係る充電深度判定装置は、前記判定手段は、前記充電終了直後に検出した電圧値が第１電圧値を超え、前記所定時間に達したときに検出した電圧値が、前記第１電圧値より低い第２電圧値を超え、前記差が、前記第２電圧値より低い第３電圧値を超えたときに、前記バッテリは満充電であると判定し、前記充電終了直後に検出した電圧値が、前記第１電圧値より低い第４電圧値未満であり、前記所定時間に達したときに検出した電圧値が、前記第４電圧値より低い第５電圧値未満であり、前記差が、前記第５電圧値より低い第６電圧値未満であるときに、前記バッテリは充電が必要であると判定するように構成してあり、前記判定手段が判定した結果を表示する手段を更に備えることを特徴とする。

第６発明に係る充電深度判定装置では、充電終了直後に検出した電圧値が第１電圧値を超え、所定時間に達したときに検出した電圧値が、第１電圧値より低い第２電圧値を超え、前記差が、第２電圧値より低い第３電圧値を超えたときに、バッテリは満充電であると判定する。充電終了直後に検出した電圧値が、第１電圧値より低い第４電圧値未満であり、所定時間に達したときに検出した電圧値が、第４電圧値より低い第５電圧値未満であり、前記差が、第５電圧値より低い第６電圧値未満であるときに、バッテリは充電が必要であると判定する。表示する手段は、判定した結果を表示する。

第７発明に係る充電深度判定装置は、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定装置において、充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定する電流判定手段と、該電流判定手段が、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記電流判定手段が、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定する手段と、該手段が測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記所定時間に達したときに検出した電圧値を、前記充電終了直後に検出した電圧値で除算する手段と、該手段が除算した結果に基づき前記バッテリの充電深度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

第３発明に係る充電深度判定方法及び第７発明に係る充電深度判定装置では、充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、バッテリの充電深度を判定する。充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定したときに、バッテリの電圧値を検出する。所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し、その測定した時間が所定時間に達したときに、バッテリの電圧値を検出する。所定時間に達したときに検出した電圧値を、充電終了直後に検出した電圧値で除算し、その除算した結果に基づきバッテリの充電深度を判定する。

第８発明に係る充電深度判定装置は、前記判定手段は、前記除算した結果が第１閾値未満であるときに、前記バッテリは満充電であると判定し、前記除算した結果が、前記第１閾値より大きい第２閾値を超えているときに、前記バッテリは充電が必要であると判定するように構成してあり、前記判定手段が判定した結果を表示する手段を更に備えることを特徴とする。

第８発明に係る充電深度判定装置では、除算した結果が第１閾値未満であるときに、バッテリは満充電であると判定する。除算した結果が、第１閾値より大きい第２閾値を超えているときに、バッテリは充電が必要であると判定する。表示する手段は、判定した結果を表示する。

第１発明に係る充電深度判定方法によれば、検出した開放電圧に基づきバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定方法を実現することができる。

第２，３発明に係る充電深度判定方法によれば、検出した開放電圧に基づき簡単な手順でバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定方法を実現することができる。

第４発明に係る充電深度判定装置によれば、検出した開放電圧に基づきバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定装置を実現することができる。

第５〜８発明に係る充電深度判定装置によれば、検出した開放電圧に基づき簡単な手段でバッテリの充電深度を知ることができる充電深度判定装置を実現することができる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る充電深度判定方法及び充電深度判定装置の実施の形態１の要部構成を示すブロック図である。
この充電深度判定装置が充電深度を判定する対象は車両用のバッテリ２である。バッテリ２及びオルタネータ（車載発電機、交流発電機）３は、電気負荷であるエアコン（エアコンディショナ）／ヒータ１０、ヘッドライト１１、フォグランプ１２及びデフォガ１３等に、図示しないイグニッションスイッチに付設されたアクセサリスイッチ７を通じて電力を供給する。

バッテリ２は、２つの作用極を有する蓄電池であって、一方の端子はアクセサリスイッチ７に接続され、他方の端子は接地されている。オルタネータ３は、車両のエンジン４に連動して、バッテリ２を適宜充電する。
電源制御部１は、マイクロコンピュータで構成されており、電圧検出部６が検出したバッテリ２の両極間の電圧Ｖ、及び電流検出部５が検出したバッテリ２を流れる電流Ｉが与えられる。
電源制御部１が判定したバッテリ２の充電深度の結果は、「満充電」又は「要充電」のように、表示部９に表示される。

尚、開放電圧は、バッテリ２に電流が流れていないときの電圧であるが、車両では、アクセサリスイッチ７を経由せず、また、通常はオフにできない電気負荷（時計、マイクロコンピュータ等）が有るので、実際には、バッテリ２の電流を０にするのは困難である。その為、本発明では、電流検出部５が検出した電流値Ｉが、前記電気負荷を考慮した所定電流値Ｉ１より小さい期間に、電圧検出部６が検出した電圧値Ｖを開放電圧値の近似値として使用する。

以下に、このような構成の充電深度判定装置の動作を、それを示す図２，３のフローチャートを参照しながら説明する。
電源制御部１では、スタート時にパラメータｋが初期化されるものとする。
電源制御部１は、アクセサリスイッチ７がオフになると（Ｓ１）、電流検出部５が検出した電流値Ｉを読込み（Ｓ３）、所定電流値Ｉ１より小さいか否かを判定する（Ｓ５）。電流値Ｉが所定電流値Ｉ１より小さければ（Ｓ５）、バッテリ２の充電が停止されているとして、電圧検出部６が検出した電圧値Ｖ_k を時間ｔ_k と共に読込み、図示しないメモリに記憶する（Ｓ７）。次いで、パラメータｋが所定値ｎ−１以上であるか否かを判定する（Ｓ９）。

電源制御部１は、パラメータｋが所定値ｎ−１以上でなければ（Ｓ９）、パラメータｋに１を加算した（Ｓ１９）後、所定時間Ｔ１待機した（Ｓ２１）後、電流検出部５が検出した電流値Ｉを読込む（Ｓ３）。
電源制御部１は、電流値Ｉが所定電流値Ｉ１より小さくなければ（Ｓ５）、パラメータｋを初期化した（ｋ＝０）（Ｓ１５）後、既にメモリに記憶してあった時間ｔ_k 及び電圧値Ｖ_k を消去して（Ｓ１７）終了する。

電源制御部１は、パラメータｋが所定値ｎ−１以上であれば（Ｓ９）、つまり、データ（ｔ_k ，Ｖ_k ）の所定個数ｎ以上の時系列的なサンプリングが終了したのであれば、パラメータｋを初期化する（Ｓ１１）。次いで、メモリに記憶してあるｎ個のデータ（ｔ_k ，Ｖ_k ）を使用して、平衡状態の予測開放電圧Ｖｂを算出する（Ｓ１３）。
平衡状態の予測開放電圧Ｖｂの算出は、例えば、本出願人が、特願２００６−２６３２９３において提案してある開放電圧検出方法で行う。但し、ここでは、特願２００６−２６３２９３で採用している移動平均の手法は省略する。

この開放電圧検出方法では、ｎ個のサンプリングした電圧値間の変化、
ｄＶ／ｄｔ＝Ｙ_k ＝（Ｖ_k+1 −Ｖ_k ）／（ｔ_k+1 −ｔ_k ）
を算出し、次いで、各変化の絶対値、
｜ｄＶ／ｄｔ｜＝｜Ｙ_k ｜＝｜（Ｖ_k+1 −Ｖ_k ）／（ｔ_k+1 −ｔ_k ）｜
を算出する。

次に、算出した電圧値間の変化｜Ｙ_k ｜に基づき、ｎ−１個のデータ（ｔ_k ，ｌｏｇ｜Ｙ_k ｜）を算出し、算出したデータ（ｔ_k ，ｌｏｇ｜Ｙ_k ｜）を、関数
ｌｏｇＹ＝ｇ（ｔ）
に近似させ、例えば最小二乗法により、一次関数
ｌｏｇＹ＝ｐｔ＋ｑ （１）
を算出する。

バッテリの開放電圧の変化は、指数関数
Ｖ（ｔ）＝ｃ＋ａ・ｅｘｐ（ｆ（ｔ）） （２）
に近似させることができる。但し、ｃは正の定数であり、ａは、放電後は負の定数，充電後は正の定数となる。

ここで、
Ｖ′（ｔ）＝ａ・ｆ′（ｔ）ｅｘｐ（ｆ（ｔ））
両辺の対数を取って、
ｌｏｇ（Ｖ′（ｔ））＝ｌｏｇ（ａ・ｆ′（ｔ））＋ｆ（ｔ）

例えば、
ｆ（ｔ）＝−ｂｔ （ｂ＞０） （３）
とすると、
ｌｏｇ（Ｖ′（ｔ））
＝ｌｏｇ（−ａｂ）−ｂｔ （∵ａ＜０） （４）
また、
ｌｏｇＹ＝ｐｔ＋ｑ （１）

次に、式（１），（４）を等価として、
ｂ＝−ｐ
ｌｏｇ（−ａｂ）＝ｑ
∴ａ＝−（ｅｘｐ（ｑ））／ｂ＝（ｅｘｐ（ｑ））／ｐ
を算出する。

ここで、式（２），（３）から
Ｖ（ｔ）＝ｃ＋ａ・ｅｘｐ（−ｂｔ） （５）
∴ｃ＝Ｖ（ｔ）−ａ・ｅｘｐ（−ｂｔ） （６）
次に、サンプリングしたｎ個の電圧値（ｔ_k ，Ｖ_k ）を、式（６）に各代入した場合のｃの平均値を算出して、式（５）の定数ｃとする。
次に、算出した式（５）
Ｖ（ｔ）＝ｃ＋ａ・ｅｘｐ（−ｂｔ） （５）
において、ｔ→∞として、平衡状態での開放電圧値の予測収束値＝ｃ＝Ｖｂを算出する。

電源制御部１は、平衡状態の予測開放電圧値Ｖｂを算出した（Ｓ１３）後、バッテリ２への充電が停止された直後の電圧値Ｖａ＝Ｖ₀ （ｋ＝０）から、予測開放電圧値Ｖｂへの電圧降下分Ｖｃ＝Ｖａ−Ｖｂを算出する（Ｓ２３）。
電源制御部１は、次に、図８（ａ）に示すような容量１００％の停止直後及び開放電圧予測値の特性から定めた電圧値Ｖ１、電圧値Ｖ２、及び図１１に示すような容量１００％のときの特性から定めた電圧値Ｖ３を使用して、バッテリ２が満充電であるか否かを判定する（Ｓ２５）。但し、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３である。

即ち、電源制御部１は、充電が停止された直後の電圧値Ｖａが、電圧値Ｖ１（第１電圧値）を超え、かつ、予測開放電圧値Ｖｂが電圧値Ｖ２（第２電圧値）を超え、かつ、電圧降下分Ｖｃが電圧値Ｖ３（第３電圧値）を超えているか否かを判定し（Ｓ２５）、全て超えていれば、満充電であると判定する（Ｓ２９）。次いで、表示部９に満充電であることを表示して（Ｓ３１）終了する。
電源制御部１は、全ては超えていなければ（Ｓ２５）、図９に示すような容量３０％の停止直後及び開放電圧予測値の特性から定めた電圧値Ｖ４、電圧値Ｖ５、及び図１１に示すような容量３０％のときの特性から定めた電圧値Ｖ６を使用して、バッテリ２が要充電であるか否かを判定する（Ｓ２７）。
但し、Ｖ１＞Ｖ４＞Ｖ５＞Ｖ６である。

即ち、電源制御部１は、充電が停止された直後の電圧値Ｖａが、電圧値Ｖ４（第４電圧値）未満であり、かつ、予測開放電圧値Ｖｂが電圧値Ｖ５（第５電圧値）未満であり、かつ、電圧降下分Ｖｃが電圧値Ｖ６（第６電圧値）未満であるか否かを判定し（Ｓ２７）、全て未満であれば、要充電であると判定する（Ｓ３３）。次いで、表示部９に要充電であることを表示して（Ｓ３５）終了する。
電源制御部１は、全ては未満ではなければ（Ｓ２７）、バッテリ２の充電状態は良好であるとして、そのまま終了する。

（実施の形態２）
図４，５は、本発明に係る充電深度判定方法及び充電深度判定装置の実施の形態２の動作を示すフローチャートである。尚、本発明に係る充電深度判定装置の実施の形態２の構成は、実施の形態１で説明した要部構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、この充電深度判定装置の動作を、それを示す図４，５のフローチャートを参照しながら説明する。
電源制御部１は、アクセサリスイッチ７がオフになると（Ｓ４１）、電流検出部５が検出した電流値Ｉを読込み（Ｓ４３）、所定電流値Ｉ１より小さいか否かを判定する（Ｓ４５）。電流値Ｉが所定電流値Ｉ１より小さければ（Ｓ４５）、バッテリ２の充電が停止されているとして、電圧検出部６が検出した電圧値Ｖａを読込んで図示しないメモリに記憶する（Ｓ４７）。次いで、時間を測定（計時）し（Ｓ４９）、計時した時間が、例えば１時間以上であるか否かを判定する（Ｓ５１）。

電源制御部１は、電流値Ｉが所定電流値Ｉ１より小さくなければ（Ｓ４５）、既にメモリに記憶してあった電圧値Ｖａが有れば、消去して（Ｓ５７）、計時をリセットして（Ｓ５９）終了する。
電源制御部１は、計時した時間が、１時間以上でなければ（Ｓ５１）、電流検出部５が検出した電流値Ｉを読込む（Ｓ４３）。
電源制御部１は、計時した時間が、１時間以上であれば（Ｓ５１）、計時をリセットした（Ｓ５３）後、電圧検出部６が検出した電圧値Ｖｄを読込む（Ｓ５５）。

電源制御部１は、次に、バッテリ２への充電が停止された直後の電圧値Ｖａから、その１時間後に電圧検出部６が検出した電圧値Ｖｄへの電圧降下分Ｖｅ＝Ｖａ−Ｖｄを算出する（Ｓ６１）。
電源制御部１は、次に、図８（ａ）に示すような容量１００％の（充電）停止直後及び１時間後の特性から定めた電圧値Ｖ７、電圧値Ｖ８、及び図１０に示すような容量１００％のときの特性から定めた電圧値Ｖ９を使用して、バッテリ２が満充電であるか否かを判定する（Ｓ６３）。但し、Ｖ７＞Ｖ８＞Ｖ９である。

即ち、電源制御部１は、充電が停止された直後の電圧値Ｖａが、電圧値Ｖ７（第１電圧値）を超え、かつ、その１時間後の電圧値Ｖｄが電圧値Ｖ８（第２電圧値）を超え、かつ、電圧降下分Ｖｅが電圧値Ｖ９（第３電圧値）を超えているか否かを判定し（Ｓ６３）、全て超えていれば、満充電であると判定する（Ｓ６７）。次いで、表示部９に満充電であることを表示して（Ｓ６９）終了する。
電源制御部１は、全ては超えていなければ（Ｓ６３）、図９に示すような容量３０％の（充電）停止直後及び１時間後の特性から定めた電圧値Ｖ１０、電圧値Ｖ１１、及び図１０に示すような容量３０％のときの特性から定めた電圧値Ｖ１２を使用して、バッテリ２が要充電であるか否かを判定する（Ｓ６５）。但し、Ｖ７＞Ｖ１０＞Ｖ１１＞Ｖ１２である。

即ち、電源制御部１は、充電が停止された直後の電圧値Ｖａが、電圧値Ｖ１０（第４電圧値）未満であり、かつ、その１時間後の電圧値Ｖｄが電圧値Ｖ１１（第５電圧値）未満であり、かつ、電圧降下分Ｖｅが電圧値Ｖ１２（第６電圧値）未満であるか否かを判定し（Ｓ６５）、全て未満であれば、要充電であると判定する（Ｓ７１）。次いで、表示部９に要充電であることを表示して（Ｓ７３）終了する。
電源制御部１は、全ては未満ではなければ（Ｓ６５）、バッテリ２の充電状態は良好であるとして、そのまま終了する。

（実施の形態３）
図６，７は、本発明に係る充電深度判定方法及び充電深度判定装置の実施の形態３の動作を示すフローチャートである。尚、本発明に係る充電深度判定装置の実施の形態３の構成は、実施の形態１で説明した要部構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、この充電深度判定装置の動作を、それを示す図６，７のフローチャートを参照しながら説明する。
電源制御部１は、アクセサリスイッチ７がオフになると（Ｓ８１）、電流検出部５が検出した電流値Ｉを読込み（Ｓ８３）、所定電流値Ｉ１より小さいか否かを判定する（Ｓ８５）。電流値Ｉが所定電流値Ｉ１より小さければ（Ｓ８５）、バッテリ２の充電が停止されているとして、電圧検出部６が検出した電圧値Ｖａを読込んで図示しないメモリに記憶する（Ｓ８７）。次いで、時間を測定（計時）し（Ｓ８９）、計時した時間が、例えば３０分以上であるか否かを判定する（Ｓ９１）。

電源制御部１は、電流値Ｉが所定電流値Ｉ１より小さくなければ（Ｓ８５）、既にメモリに記憶してあった電圧値Ｖａが有れば、消去して（Ｓ９７）、計時をリセットして（Ｓ９９）終了する。
電源制御部１は、計時した時間が、３０分以上でなければ（Ｓ９１）、電流検出部５が検出した電流値Ｉを読込む（Ｓ８３）。
電源制御部１は、計時した時間が、３０分以上であれば（Ｓ９１）、計時をリセットした（Ｓ９３）後、電圧検出部６が検出した電圧値Ｖｆを読込む（Ｓ９５）。

電源制御部１は、次に、バッテリ２への充電が停止された直後の電圧値Ｖａで、その３０分後に電圧検出部６が検出した電圧値Ｖｆを除算（Ｎ＝Ｖｆ／Ｖａ）して正規化する（Ｓ１０１）。
電源制御部１は、次に、除算した結果Ｎが、図１２〜１４に示すような容量１００％の１８００秒後の正規化数（除算結果）の特性から定めた閾値Ｎ１（第１閾値）未満であるか否かを判定し（Ｓ１０３）、閾値Ｎ１未満であれば、満充電であると判定する（Ｓ１０７）。次いで、表示部９に満充電であることを表示して（Ｓ１０９）終了する。

電源制御部１は、閾値Ｎ１未満でなければ（Ｓ１０３）、除算した結果Ｎが、図１２〜１４に示すような容量３０％の１８００秒後の正規化数（除算結果）の特性から定めた閾値Ｎ２（第２閾値、Ｎ２＞Ｎ１）を超えているか否かを判定し（Ｓ１０５）、閾値Ｎ２を超えていれば、要充電であると判定する（Ｓ１１１）。次いで、表示部９に要充電であることを表示して（Ｓ１１３）終了する。
電源制御部１は、閾値Ｎ２を超えていなければ（Ｓ１０５）、バッテリ２の充電状態は良好であるとして、そのまま終了する。

本発明に係る充電深度判定方法及び充電深度判定装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る充電深度判定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電深度判定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電深度判定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電深度判定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電深度判定装置の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る充電深度判定装置の動作を示すフローチャートである。 バッテリ毎の各容量における電圧値の推移を示す特性図である。 バッテリ毎の各容量における電圧値の推移を示す特性図である。 バッテリ毎の各容量における充電停止から１時間後の電圧降下量を示す特性図である。 バッテリ毎の各容量における充電停止直後の電圧値と、予測した開放電圧値値との差を示す特性図である。 バッテリ毎の各容量における充電停止直後の電圧値でその後に変化して行く電圧値を除算し正規化した値を示す特性図である。 バッテリ毎の各容量における充電停止直後の電圧値でその後に変化して行く電圧値を除算し正規化した値を示す特性図である。 バッテリ毎の各容量における充電停止直後の電圧値でその後に変化して行く電圧値を除算し正規化した値を示す特性図である。

符号の説明

１ 電源制御部
２ バッテリ
３ オルタネータ
５ 電流検出部
６ 電圧検出部
７ アクセサリスイッチ
９ 表示部

Claims (8)

1. 充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法において、
   充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定している期間に、検出した電圧値を時系列的にサンプリングし、サンプリングした電圧値に基づき、前記バッテリの充放電による分極が解消したときの開放電圧値を予測し、前記充電終了直後にサンプリングした電圧値と、予測した前記開放電圧値との差を算出し、算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定することを特徴とする充電深度判定方法。
2. 充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法において、
   充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し、測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記充電終了直後に検出した電圧値と、前記所定時間に達したときに検出した電圧値との差を算出し、算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定することを特徴とする充電深度判定方法。
3. 充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定方法において、
   充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定し、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定し、測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出し、前記所定時間に達したときに検出した電圧値を、前記充電終了直後に検出した電圧値で除算し、除算した結果に基づき前記バッテリの充電深度を判定することを特徴とする充電深度判定方法。
4. 充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出し、検出した該電流値が所定電流値よりも小さい期間に、検出した前記電圧値を時系列的にサンプリングし、サンプリングした電圧値に基づき、前記バッテリの充放電による分極が解消したときの開放電圧値を予測する予測手段を備え、該予測手段が予測した開放電圧値を使用して前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定装置であって、
   充電終了直後にサンプリングした電圧値、及び前記予測手段が予測した開放電圧値の差を算出する手段と、該手段が算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする充電深度判定装置。
5. 充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定装置において、
   充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定する電流判定手段と、該電流判定手段が、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記電流判定手段が、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定する手段と、該手段が測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記充電終了直後に検出した電圧値、及び前記所定時間に達したときに検出した電圧値の差を算出する手段と、該手段が算出した差に基づき前記バッテリの充電深度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする充電深度判定装置。
6. 前記判定手段は、前記充電終了直後に検出した電圧値が第１電圧値を超え、前記所定時間に達したときに検出した電圧値が、前記第１電圧値より低い第２電圧値を超え、前記差が、前記第２電圧値より低い第３電圧値を超えたときに、前記バッテリは満充電であると判定し、前記充電終了直後に検出した電圧値が、前記第１電圧値より低い第４電圧値未満であり、前記所定時間に達したときに検出した電圧値が、前記第４電圧値より低い第５電圧値未満であり、前記差が、前記第５電圧値より低い第６電圧値未満であるときに、前記バッテリは充電が必要であると判定するように構成してあり、前記判定手段が判定した結果を表示する手段を更に備える請求項４又は５記載の充電深度判定装置。
7. 充電終了直後のバッテリに流れる電流値及び電圧値を検出して、前記バッテリの充電深度を判定する充電深度判定装置において、
   充電終了直後に検出した電流値が所定電流値よりも小さいか否かを判定する電流判定手段と、該電流判定手段が、所定電流値よりも小さいと判定したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記電流判定手段が、前記所定電流値よりも小さいと判定している時間を測定する手段と、該手段が測定した時間が所定時間に達したときに、前記バッテリの電圧値を検出する手段と、前記所定時間に達したときに検出した電圧値を、前記充電終了直後に検出した電圧値で除算する手段と、該手段が除算した結果に基づき前記バッテリの充電深度を判定する判定手段とを備えることを特徴とする充電深度判定装置。
8. 前記判定手段は、前記除算した結果が第１閾値未満であるときに、前記バッテリは満充電であると判定し、前記除算した結果が、前記第１閾値より大きい第２閾値を超えているときに、前記バッテリは充電が必要であると判定するように構成してあり、前記判定手段が判定した結果を表示する手段を更に備える請求項７記載の充電深度判定装置。

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