JP2010221948A

JP2010221948A - 電池診断装置および電池

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Publication number: JP2010221948A
Application number: JP2009073944A
Authority: JP
Inventors: Keizo Yamada; 惠造山田
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP5321184B2

Abstract

【課題】診断精度の高い電池診断装置を提供する。
【解決手段】電池診断装置の演算部のＣＰＵは、不揮発性メモリに最低電圧値Ｖｓｔ^＊および温度のデータを５組記録した後（Ｓ１１２）、不揮発性メモリに記録されたいずれかの温度が５℃より低い温度か否か（Ｓ１１６）、および、不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し（Ｓ１２２）、両者とも肯定判断のときに、最低電圧値Ｖｓｔ^＊および該高い温度を不揮発性メモリに上書きする（Ｓ１２６）。低温でのエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ^＊が新品電池の最低電圧値Ｖｓｔ０を算出する基準から排除され、劣化状態の診断を精度よく行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は電池診断装置および電池に係り、特に、車両に搭載された電池の電池状態を診断する電池診断装置および該装置を備えた電池に関する。

自動車（車両）、携帯機器などの高性能化に伴ってそれらに使用される電池の負荷が大きくなるに従い、電池状態の監視と電池状態の制御は近年その重要性がますます大きくなってきている。自動車用電池では、排ガスの削減のために行われているアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）や回生充電などを踏まえ、これらの用途に適した電池状態に電池を保つため、電池状態を正確に検知する技術が望まれている。鉛電池はこれらの用途に応用できる代表的な電池である。

一般に、車両に搭載された電池の正極端子は、イグニッションスイッチの中央端子に接続されている。イグニッションスイッチは、中央端子とは別に、ＯＦＦ端子、ＯＮ／ＡＣＣ端子及びＳＴＡＲＴ端子を有しており、中央端子とこれらの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。ＳＴＡＲＴ端子はエンジン始動用セルモータ（スタータ）に接続されており、スタータはクラッチ機構を介してエンジンの回転軸に回転駆動力の伝達が可能である。また、ＯＮ／ＡＣＣ端子は、エアコン、ラジオ、ランプ等の車両側機器及びレギュレータを介してエンジンの回転により発電する発電機（オルタネータ）に接続されている。一方、電池の負極外部出力端子は、グランド電位として車両側機器、スタータおよびレギュレータの他端に接続されている。

このような車載電池の電池状態は電池診断装置により診断される。電池診断装置では、エンジン始動時に通電開始後所定時間経過後の電圧を測定し、しきい値と比較して電池状態を検知する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電池診断装置では、しきい値が吸気温度の関数により設定され、電池が配置される雰囲気の状態が加味されている。また、新品電池でのエンジン始動電圧（最低電圧）を実測して、しきい値を算出する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。この電池診断装置では、しきい値の算出に利用される新品電池でのエンジン始動電圧に、温度補正した値が使用されている。

特許第３６７３８９５号（請求項１、段落「００１８」、段落「００２０」および図３）特開２００７−２３８００１号公報（請求項３、５、７〜９、段落「００１８」、段落「００１２」〜「００２０」および図５）

例えば氷点下のような低温では、エンジン始動時のエンジン始動電圧の測定バラツキが大きく、電池状態の診断の上で大きな誤差要因となる。特に、低温でのエンジン始動時のエンジン始動電圧（最低電圧）を新品電池のエンジン始動電圧として記録し診断の基準として扱うと、新品状態でのエンジン始動電圧はその後の電池劣化判定（診断）の全てに影響してしまう。

本発明は上記事案に鑑み、診断精度の高い電池診断装置および該装置を備えた電池を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、車両に搭載された電池の電池状態を診断する電池診断装置において、前記電池のデータを格納するための不揮発性メモリと、前記電池の電圧を測定する電圧測定手段と、前記電池の温度を測定する温度測定手段と、前記電圧測定手段で測定された電圧に所定電圧値以上の電圧降下があったかを検出することで、エンジン始動を検知するエンジン始動検知手段と、前記電圧測定手段で測定された電圧から前記電池の新品状態でのエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔを取得する最低電圧取得手段と、前記温度測定手段で測定された温度から前記エンジン始動時またはその前後の前記電池の温度を取得する温度取得手段と、前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび前記温度取得手段で取得された温度を前記不揮発性メモリに記録する記録手段と、前記記録手段が前記不揮発性メモリに前記最低電圧値Ｖｓｔおよび温度を記録した後、前記エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、前記不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し、肯定判断のときに、前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび前記温度取得手段で取得された前記高い温度を前記不揮発性メモリに上書きするように前記記録手段を制御する上書き制御手段と、を備える。

本態様において、不揮発性メモリには記録手段により複数組の最低電圧値Ｖｓｔおよび温度が記録され、上書き制御手段は、エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、不揮発性メモリに記録されたいずれかの温度が予め定められた所定温度より低い温度か否か、および、不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し、両者とも肯定判断のときに、最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび温度取得手段で取得された高い温度を不揮発性メモリに上書きするように記録手段を制御するようにしてもよい。このとき、上書き制御手段は、不揮発性メモリに記録された複数組の最低電圧値Ｖｓｔおよび温度のうち最も低い温度に対応する最低電圧値Ｖｓｔおよび温度の組に対して、上書きするように記録手段を制御することが好ましい。

また、本態様において、電池の開回路電圧ＯＣＶを検出する開回路電圧検出手段をさらに備え、記録手段は、不揮発メモリに、開回路電圧検出手段で検出されたエンジン始動時前のＯＣＶを併せて記録するか、または、電池の開回路電圧ＯＣＶを検出する開回路電圧検出手段と、最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔを、開回路電圧検出手段で検出されたエンジン始動時前のＯＣＶを用いて、基準のＯＣＶでの値にＯＣＶ補正するＶｓｔ−ＯＣＶ補正手段とをさらに備え、記録手段は、Ｖｓｔ−ＯＣＶ補正手段で補正された最低電圧値Ｖｓｔを不揮発性メモリに記録するようにしてもよい。さらに、最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔを、温度取得手段で取得された温度を用いて、基準の温度での値に温度補正するＶｓｔ−温度補正手段を備え、記録手段は、Ｖｓｔ−温度補正手段で補正された最低電圧値Ｖｓｔを不揮発性メモリに記録するようにしてもよい。そして、エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、電圧測定手段で測定された直近の電池の電圧と記録手段で不揮発性メモリに記録された最低電圧値Ｖｓｔとを比較することにより電池の電池状態を診断する電池状態診断手段をさらに備え、電池状態診断手段は、電源再起動および電池状態診断時の少なくともいずれかのときに、最低電圧値Ｖｓｔを不揮発性メモリから読み出すようにしてもよい。さらに、本態様において、少なくとも電池に流れる電流を測定する電流測定手段および車両のイグニッションスイッチの位置情報を取得する情報取得手段のいずれか一方を備え、エンジン始動検知手段は、電圧測定手段で測定された電圧に所定電圧値以上の電圧降下があったかないし電流測定手段で測定された電流に所定電流値以上の電流増加があったかを検出することで、または、情報取得手段で取得したイグニッションスイッチの位置情報により、エンジン始動を検知するようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、第１の態様の電池診断装置を備えた電池である。

本発明によれば、上書き制御手段により、記録手段が不揮発性メモリに最低電圧値Ｖｓｔおよび温度を記録した後、エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かが判断され、肯定判断のときに、最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび温度取得手段で取得された高い温度を不揮発性メモリに上書きするように記録手段が制御されるので、低温でのエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔが新品電池の最低電圧値Ｖｓｔとして電池状態診断の基準から排除されるため、診断精度の高い電池診断装置を提供することができる、という効果を得ることができる。

本発明が適用可能な実施形態の電池診断装置付鉛電池の平面図である。実施形態の鉛電池の電池診断装置の外観斜視図である。エンジン始動時の鉛電池の外部端子間の電圧波形を模式的に示す特性線図である。実施形態の鉛電池の電池診断装置のＣＰＵが実行するＶｓｔ０確定処理ルーチンを示すフローチャートである。エンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔの温度補正量を示すグラフである。比較例の鉛電池の電池診断装置のＣＰＵが実行するＶｓｔ０確定処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明を電池診断装置付鉛電池に適用した実施の形態について説明する。

（構成）
図１に示すように、本実施形態の鉛電池２０は、１４Ｖ系（公称電圧：１２Ｖ）車載電池（例えば、５５Ｂ２４型）であり、鉛電池２０の上面の長手方向に沿う一側に外部端子１１が離間して立設されている。鉛電池２０の上蓋には窪みが形成されており、この窪みに鉛電池２０を電源として作動する電池診断装置１０が組み込まれ図示を省略したネジで螺着されている。

図２に示すように、電池診断装置１０は、概略板状の形状を呈しており、電池状態（本例では、充電状態ＳＯＣおよび劣化状態ＳＯＨ）を表示するための４個のＬＥＤ１、ユーザが電池の電池状態（例えば、鉛電池２０のＳＯＨが要注意状態となったとき）を認識したことを電池診断装置１０に知らせるとき等に押すためのプッシュスイッチ２、ブザー放音孔３および２本のブスバ４を除き、樹脂モールドされてケーシング６内に収容されている。ブスバ４は０．２ｍｍバネ用リン青銅板を打ち抜くことによって作製されている。ブスバ４の両先端部はリング状で内側に同心円状に複数本のスリットが形成されており、鉛電池２０の外部端子１１に嵌合する構造が採られている。なお、ブスバ４のケーシング６から導出された近傍には、伸縮吸収用曲げ部５が形成されている。

電池診断装置１０は、測定部、演算部、電源部、記憶部、放音部、表示部および入力部を備えている。測定部は、電池電圧をＡ／Ｄコンバータで測定可能な電圧まで降下させる差動増幅回路を有する電圧測定部と、サーミスタ等の温度センサで電池の温度を検出する温度測定部とを有している。温度センサは上蓋に略中央部に形成された長孔に挿入され接着材で固定されている。上述したブスバ４はケーシング６内で差動増幅回路の入力側にそれぞれ接続されている。演算部は、例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ウォッチドッグタイマ（ＷＤＴ）内蔵のワンチップマイコンで構成することができる。なお、マイコンには、時間測定を正確に行うため発振回路が接続されている。

外部バスを介して、演算部には、電源部、記憶部、放音部、表示部および入力部が接続されている。電源部は、例えば、シャントレギュレータＩＣ、Ａ／Ｄコンバータの基準電源を生成する基準電源ＩＣ等を有して構成されている。記憶部は、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え（上書き）可能な不揮発性メモリからなる。放音部は、ブザーとこのブザーを駆動させるトランジスタおよびトランジスタを安定動作させるための複数の抵抗で構成されている。上述したブザー放音孔３はブザーの真上に形成されている。表示部は上述した４個のＬＥＤ１、ＬＥＤを点灯ないし点滅させるトランジスタおよびトランジスタを安定動作させるための複数の抵抗で構成されている。入力部は、プッシュスイッチ２が押下されたときに信号を出力するトランジスタ、トランジスタを安定動作させるための複数の抵抗およびキャパシタを有して構成されている。

（動作）
図３は、エンジン始動時の鉛電池の外部端子間の電圧波形を模式的に示した特性線図である。図３に示すように、エンジン始動時には、鉛電池２０からイグニッションスイッチを介して上述したスタータに大電流が流れるため、鉛電池２０の外部端子間の電圧は鋭く低下する。鉛電池２０の外部端子間の電圧は、最低電圧値Ｖｓｔをとった後、脈動しながら上昇する。電池診断装置１０は、エンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔを用いて鉛電池２０の電池状態（劣化状態）の診断を行う。

＜Ｖｓｔ０確定処理ルーチン＞
図４は、電池診断装置１０の演算部のＣＰＵ（以下、ＣＰＵと略称する。）が実行するＶｓｔ０確定処理ルーチンを示すフローチャートである。このＶｓｔ０確定処理ルーチンは、電池診断装置１０に鉛電池２０から電力が投入されたときに、不揮発性メモリ（記憶部）の所定アドレス（例えば、後述するメモリアドレス１）が書き込みのないヌル状態か否か（または、特定アドレスに特定の情報を予め書き込んでおき、該特定アドレスの情報がその予め定めた情報と一致するか否か）を判断し、肯定判断のときに実行される。なお、Ｖｓｔ０について一言すれば、エンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔが、鉛電池２０の新品状態（必ずしもＳＯＨ＝１００％である必要はなく、実質的に新品であればよい。）における２５℃満充電の条件でとる代表値を意味するが、詳しくは後述する。

Ｖｓｔ０確定処理ルーチンでは、まず、ステップ１０２において、カウンタＮ＿Ｖｓｔの値を０とし、次のステップ１０４において、エンジンが停止した後６時間以上経過したときの開回路電圧ＯＣＶを取得する。なお、本実施形態では、取得した開回路電圧ＯＣＶをＲＡＭの所定番地に格納しておき（所定周期毎に書き換え）、エンジン始動前のＯＣＶを鉛電池２０の安定状態のＯＣＶとして採用した。

すなわち、図３に示すように、エンジン作動中は、上述したオルタネータおよびレギュレータを介して、鉛電池２０の外部端子間には、例えば、１３．５Ｖ以上の電圧が供給され、過充電状態とならない限り、原則として鉛電池２０は充電される。エンジンが停止すると、鉛電池２０の外部端子間の電圧は１３．５Ｖ未満となるが、鉛電池２０が新品状態でほぼ満充電状態の場合には、例えば、１２．５Ｖ以上の電圧となり、イグニッションがＯＦＦ位置に位置すると、鉛電池２０から車両側機器への電流が流れないため（もしくは暗電流しか流れないため）、若干の電圧上昇（例えば、０．１Ｖ／ｍｉｎ）が見られる。ＣＰＵは、例えば、４０ｍｓｅｃ毎に電圧変動をＲＡＭに記録し、この電圧上昇を検出することで、イグニッションスイッチがＯＦＦ端子に位置したことを把握する。この状態では、鉛電池２０から車両側機器への電流が流れないが、鉛電池２０の分極状態が解消されていない（安定状態での鉛電池のＯＣＶではない）ため、ウォッチドッグタイマを作動させ、イグニッションＯＦＦ位置に位置したことを把握した時点から所定時間（例えば、６時間）が経過したかを判断し、否定判断のときは所定時間に至るまで待機し（ＯＣＶとしては採用しない。なお、この所定時間内にエンジン始動があるときは、再度、イグニッションＯＦＦ位置に位置したことを把握した時点から所定時間が経過したかを判断する。）、肯定判断のときは、電圧測定部で測定した電圧を鉛電池２０の分極状態が解消された状態の（鉛電池２０の安定状態の）ＯＣＶとしてＲＡＭに格納する。

また、ステップ１０４では、エンジン始動を検出する。イグニッションスイッチがＯＦＦ端子からＯＮ／ＡＣＣ端子に位置すると、車両側機器に暗電流が流れるため、鉛電池２０の外部端子間の電圧は安定した電圧状態（図３の左側参照）から、約０．１Ｖ／ｍｉｎ程度の電圧降下を生じる。このときまで、ＣＰＵは、上述したように、例えば、４０ｍｓｅｃ毎に電圧変動をＲＡＭに記録しているが、この電圧降下を検知すると、ＲＡＭへの記録周期を、例えば、１ｍｓｅｃに変更して電圧変動をＲＡＭに記録する。そして、電圧測定部およびＡ／Ｄコンバータを介して取り込んだ直近の電圧値と、ＲＡＭに格納された電圧値（例えば、最古の電圧値）と比較し、例えば、１．５Ｖ以上の電圧差があるか否かを判断することで、エンジン始動を検出する。なお、ＣＰＵは、エンジン始動を検知した後、所定時間（例えば、１２ｍｓｅｃ）、ＲＡＭへの記録周期を、上述した１ｍｓｅｃに維持し、該所定期間経過後に、上述した４０ｍｓｅｃに再度記録周期変更する。

ステップ１０６では、１ｍｓｅｃ毎にＲＡＭに記録された電圧値のうち最も小さい値を検索することで最低電圧値Ｖｓｔを検出する（図１も参照）。また、温度測定部およびＡ／Ｄコンバータを介してエンジン始動時の鉛電池２０の温度を取り込む。なお、厳密には、最低電圧値Ｖｓｔのときの温度を取り込むことが理想であるが、鉛電池２０の温度は急激には変動しないため、本例では、最低電圧値Ｖｓｔを測定した後の温度を測定しているが、ステップ１０４（イグニッションスイッチがＯＦＦ端子からＯＮ／ＡＣＣ端子に位置した時点またはエンジン始動を検知した時点）で温度を取り込むようにしてもよい。さらに、ステップ１０６では、カウンタＮ＿Ｖｓｔの値を１だけインクリメントする。

次にステップ１０８において、カウンタＮ＿Ｖｓｔの値が５以上か否かを判断する。すなわち、上述した不揮発性メモリは、最低電圧値を格納するための５つのアドレス（後述するメモリアドレス１〜５）を有しており、ステップ１０８では、不揮発性メモリの５つのすべてのアドレスが埋められたか否かを判断している。

ステップ１０８での判断が否定のときは、ステップ１１０において、ステップ１０６で検出した最低電圧値Ｖｓｔを、同じくステップ１０６で取り込んだ鉛電池２０の温度で温度補正するとともに、ステップ１０４でＲＡＭに格納しておいたＯＣＶでＯＣＶ補正し、標準の温度かつ標準のＯＣＶでの値に換算した最低電圧値Ｖｓｔ^＊を演算し、次のステップ１１２において、ステップ１１０で演算した最低電圧値Ｖｓｔ^＊をステップ１０６で取り込んだ（Ｖｓｔ測定時の）温度とともに不揮発メモリに記録してステップ１０４に戻る。

図５は、５５Ｂ２４電池における、エンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔの温度補正量を示すグラフである。温度補正量は低温となるほど大きな値となる。逆に、２５℃以上の高温側では特性変化が少ないため、補正値を０として扱う。図５の補正値を加算することで最低電圧値Ｖｓｔを基準の温度２５℃の値に温度補正することができる。例えば、−１０℃であれば、実測値に約０．５５Ｖを加算すれば２５℃換算となる。

ＯＣＶ補正は、ステップ１０４で取得したＯＣＶ、すなわち、６時間以上鉛電池２０が放置されたときの安定電圧をＯＣＶとみなし、例えば、下式１に代入することで算出することができる。なお、式１において、ＯＣＶ０は基準となる満充電での電圧であり、本例では１２．７６Ｖとした。

上述したように、不揮発メモリには５つのアドレスがあり、最低電圧値Ｖｓｔ^＊の演算がされる度に、１つのアドレスにＶｓｔ測定時の温度と最低電圧値Ｖｓｔ^＊の１組のデータが記録され、最終的に５組のデータが記録される。従って、カウンタＮ＿Ｖｓｔは最低電圧値Ｖｓｔ^＊の演算回数ないし不揮発性メモリへの記録回数のカウント値を表すものである。

一方、図４のステップ１０８での判断が肯定のときは、ステップ１１４において、不揮発性メモリに記録された５つの最低電圧値Ｖｓｔ^＊を読み出してそれらの平均値を演算する。以下、この平均値を最低電圧値Ｖｓｔ０という。

次にステップ１１６では、不揮発性メモリの各アドレス内の温度に所定温度（例えば、５℃）未満のものがないか、換言すれば、低温下で取得された最低電圧値Ｖｓｔ^＊がないかを判断する。一般に、鉛電池の出力特性は低温になるほど温度に対する感度が大きくなり、特に５℃未満では感度が大きくＶｓｔ誤差要因となりやすいため、本実施形態では一例として５℃を挙げているが、必ずしも５℃である必要はない。

ステップ１１６で否定判断のときは、ステップ１１８において、ステップ１０４と同様に、６時間以上放置後の鉛電池２０のＯＣＶを測定し、エンジン始動を検出する。次のステップ１２０では、ステップ１０６と同様に、最低電圧値Ｖｓｔを検出し、そのときの鉛電池２０の温度Ｔを取り込む。だだし、ステップ１０６の場合と異なり、ステップ１２０では、既に不揮発性メモリに５組のデータが記録されており不揮発性メモリへの記録回数を数える必要はないため、カウンタＮ＿Ｖｓｔのインクリメントは行われない。

次のステップ１２２では、ステップ１２０で取り込んだ温度Ｔが、不揮発性メモリの各アドレス内の温度、換言すれば、各アドレスの温度の最低値より大きいか否かを判断し、否定判断のときは、各アドレスの温度の最低値より高い温度下で最低電圧値Ｖｓｔを取得するために、ステップ１１４に戻り、肯定判断のときは、ステップ１２４で、ステップ１１０と同様に、最低電圧値Ｖｓｔ^＊を演算し、次のステップ１２６において、不揮発性メモリ内の温度の最低値およびそれに対応する最低電圧値Ｖｓｔ^＊を、ステップ１２０で取り込んだ温度Ｔおよびステップ１２４で演算した最低電圧値Ｖｓｔ^＊で上書きして、ステップ１１４に戻る。

一方、ステップ１１６で否定判断のときは、ステップ１２８において、ステップ１１４で演算した最低電圧値Ｖｓｔ０を確定した最低電圧値として不揮発性メモリに記録して、Ｖｓｔ０確定処理ルーチンを終了する。その際、メモリ容量が少ないときは、上述した各アドレスの温度および最低電圧値Ｖｓｔ^＊を消去し、特定の番地（例えば、後述するメモリアドレス１）に最低電圧値Ｖｓｔ０のみを記録しておくようにしてもよい。

なお、上述したＶｓｔ０確定処理ルーチンでは、不揮発メモリ内のＶｓｔ取得温度に５℃未満のものがないときに最低電圧値Ｖｓｔ０を確定としたが、５℃未満のデータがある場合でも、使用期間が３カ月を超えた場合に最低電圧値Ｖｓｔ０を確定するという条件を付け加えることで最低電圧値Ｖｓｔ０確定前の鉛電池２０の劣化の進行を避けたり、車両放置中の安定電圧１２．５Ｖ以上の場合のみ最低電圧値Ｖｓｔ測定を行うなどの条件を付け加えることで最低電圧値Ｖｓｔ０の誤差を小さくできる。また、図４では不揮発メモリへの最低電圧値Ｖｓｔ^＊の記録を前提としているが、これは電源再起動時もしくは電池状態演算時にＶｓｔ０を演算するためである。最低電圧値Ｖｓｔ０は劣化判定の基準となる重要なパラメータであるが、鉛電池２０の新品状態のときしか測定できないため、マイコンがリセットされても問題がないように、本例で示したように、最低電圧値Ｖｓｔ０または最低電圧値Ｖｓｔ^＊は不揮発メモリに記録されることが望ましい。

なお、上述したように、Ｖｓｔ０確定処理ルーチンは、電池診断装置１０に鉛電池２０から電力が供給されたときに、不揮発性メモリの所定アドレスが書き込みのないヌル状態か否かを判断し、肯定判断のときに実行されるが、否定判断のときは、ステップ１０２に代えて、不揮発性メモリの各アドレスに書き込まれた最低電圧値Ｖｓｔ^＊を読み出してその数から現在のカウンタＮ＿Ｖｓｔの値とする処理を実行した後、ステップ１０４に進む。

＜診断ルーチン＞
ＣＰＵは、不揮発性メモリに記録された最低電圧値Ｖｓｔ０を用いて鉛電池２０の電池状態（劣化状態）の診断を行う診断ルーチンを実行する。このような診断ルーチンは、任意の時点で実行することができるが、例えば、エンジン停止時またはエンジン始動前に表示ないし報知できることが好ましい。なお、ＣＰＵは、電源再起動時および鉛電池２０の診断時に、不揮発性メモリから最低電圧値Ｖｓｔ０（または、５つの最低電圧値Ｖｓｔ^＊）を読み出しＲＡＭに展開する。この診断ルーチンの処理は上述したＶｓｔ０確定処理ルーチンの特定のステップで示した処理と共通し、その説明が重複することから、以下では、既に説明した内容については当該ステップを示して簡潔に説明する。

ステップ１０４、１０６と同様に、ＣＰＵは、鉛電池２０の安定状態におけるＯＣＶおよびエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔを検出し、ステップ１１０と同様に、最低電圧値Ｖｓｔ^＊を演算する。次いで、ＲＡＭに展開済みの最低電圧値Ｖｓｔ０に対する直近で演算した最低電圧値Ｖｓｔ^＊の電圧差を演算する。そして、演算した電圧差が第１の所定値（例えば、０．８Ｖ）未満のときは鉛電池２０が健全である（劣化していない）と判定し、演算した電圧差が所定範囲（例えば、０．８Ｖ≦電圧差≦１．０Ｖ）のときは鉛電池２０（の劣化状態）が要注意であると判定し、演算した電圧差が第２の所定値（例えば、１．０Ｖ）を越えるとき鉛電池２０は要交換であると判定する。

このような判定結果は、上述した表示部、放音部によりユーザ（ドライバ）に報知される。例えば、ＣＰＵは、鉛電池２０が健全であると判定したときは、ユーザへの注意喚起は必要ないため、表示部および放音部を作動させず、鉛電池２０が要注意であると判定したときは、４つのＬＥＤ１のうち例えば黄色の１つのＬＥＤを点滅させるとともに、エンジン停止後の所定時間（例えば、２分間）、ブザーを作動させユーザの注意を喚起する。なお、鉛電池２０が要注意であると判定したときに入力部のプッシュスイッチ２が押下されたときは、ユーザは鉛電池２０が要注意にあることを把握しておりブザーによる報知を希望しないものとして、以後、放音部を作動させないようにしてもよい。また、鉛電池２０は要交換であると判定したときは、４つのＬＥＤ１のうち例えば赤色の１つのＬＥＤを点灯させるとともに、車両停車後ないしエンジン停止後の所定時間（例えば、２分間）、ブザーを作動させユーザの注意を喚起する。この判定結果の場合は、要注意の場合とは異なり、ユーザの注意を促すため、入力部のプッシュスイッチ２が押下されたとしても、診断の都度放音部を作動させるようにしてもよい。

また、ＣＰＵは鉛電池２０の安定状態におけるＯＣＶおよび温度を検出しているので、ＯＣＶを温度補正したＯＣＶを演算し、温度補正後のＯＣＶと充電状態との関係式またはテーブルを参照することで、充電状態を判定することができる。このように判定した充電状態を４つのＬＥＤ１を用いて表示するようにしてもよい。

（効果等）
次に、本実施形態の電池診断装置付鉛電池の作用効果について、電池診断装置の作用効果を中心に説明する。

電池診断装置１０（の演算部のＣＰＵ）は、不揮発性メモリに最低電圧値Ｖｓｔ^＊および温度のデータを５組記録した後（ステップ１１２）、不揮発性メモリに記録されたいずれかの温度が５℃より低い温度か否か（ステップ１１６）、および、不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し（ステップ１２２）、両者とも肯定判断のときに、最低電圧値Ｖｓｔ^＊および該高い温度を不揮発性メモリに上書きしている（ステップ１２６）。このため、バラツキの大きい低温でのエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ^＊が新品電池の最低電圧値Ｖｓｔ０を算出する基準から排除されるため、鉛電池２０の劣化状態の診断を精度よく行うことができる。

また、電池診断装置１０は、不揮発性メモリに記録された５組の最低電圧値Ｖｓｔ^＊および温度のうち最も低い温度に対応する最低電圧値Ｖｓｔ^＊および温度の組に対して、上書きするので（ステップ１２２）、鉛電池２０の劣化状態の診断精度を高めることができる。

さらに、電池診断装置１０は、最低電圧値Ｖｓｔを温度補正およびＯＣＶ補正して最低電圧値Ｖｓｔ^＊を演算しており（ステップ１１０）、また、診断ルーチンで同様に温度補正およびＯＣＶ補正した直近の最低電圧値Ｖｓｔ^＊との比較をしているので、鉛電池２０の温度およびＯＣＶに対する影響を排除して劣化状態の診断精度を高めることができる。また、５つの最低電圧値Ｖｓｔ^＊の平均値を最低電圧値Ｖｓｔ０として劣化診断の基準としているため、特定の条件下で取得した最低電圧値Ｖｓｔ^＊を使用する場合より、信頼性を高めることができる。

従って、このような電池診断装置１０を備えた鉛電池２０は、自身で劣化状態の診断を精度よく行うことができるとともに、電流測定（エンジン始動時の大電流を検出する電流センサ等）が不要なため、低コストで需用者に供給することができる。

なお、本実施形態では、車両（自動車）のＥＣＵから独立した（通信しない）形態の電池診断装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、車両のＥＣＵが電池診断装置として機能する場合や、車両のＥＣＵとは別体ではあるがＥＣＵと通信可能な電池診断装置に本願発明を適用するようにしてもよい。すなわち、本実施形態では、低コスト化を図るため、エンジン始動を電圧のみで判断する例を示したが、例えば、電池診断装置が電流を監視することにより（例えば、鉛電池２０から所定電流値以上の電流が流れたか否かを判断することにより）エンジン始動を検出したり、ＥＣＵまたはＥＣＵとは別体の電池診断装置が、イグニッションスイッチが出力する、オン状態（ＯＮ／ＡＣＣ端子に位置）のハイレベル信号、オフ状態（ＯＦＦ端子に位置）の場合のローレベル信号等を受信することで、イグニッションスイッチの状態を取得し、取得した情報によりエンジン始動を検出するようにしてもよい。

また、本実施形態では、不揮発性メモリに最低電圧値Ｖｓｔ^＊および温度のデータを５組記録した後、不揮発性メモリに記録されたいずれかの温度が５℃より低い温度か否か、および、不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し、両者とも肯定判断のときに、最低電圧値Ｖｓｔ^＊および該高い温度を不揮発性メモリに上書きする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、鉛電池２０が新品の状態において、揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し、肯定判断のときに、最低電圧値Ｖｓｔ^＊および該高い温度で、最も低い温度に対応する最低電圧値Ｖｓｔ^＊および温度を書き換える（上書きする）ようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、温度補正およびＯＣＶ補正を行った最低電圧値Ｖｓｔ^＊を不揮発性メモリに記録する例を示したが、温度補正やＯＣＶ補正をする前の最低電圧値Ｖｓｔを、温度およびＯＣＶとともに、不揮発性メモリに記録しておき、診断ルーチンで温度補正およびＯＣＶ補正を行って最低電圧値Ｖｓｔ^＊を演算し、さらに最低電圧値Ｖｓｔ０を求めるようにしてもよい。

次に、上記実施形態に従って作製した実施例の電池診断装置付鉛電池について説明する。なお、比較のために作製した比較例の電池診断装置付鉛電池についても併記する。

（実施例）
鉛電池２０に５５Ｂ２４を用いた電池診断装置付鉛電池を、冬季に排気量２０００ｃｃのガソリン車に搭載し、３カ月後に装置を回収し、不揮発メモリを取り出し内部データの最低電圧値Ｖｓｔ^＊と温度を読出し、最低電圧値Ｖｓｔ^＊の標準偏差と最低電圧値Ｖｓｔ０を計算した。この結果を下表１に示す。表１の５つの最低電圧値Ｖｓｔ^＊の標準偏差は劣化判定上大きな問題とならない小さいものであった。

（比較例）
比較例では、図４に示したＶｓｔ０確定処理ルーチンに代えて、図６に示すＶｓｔ０確定処理ルーチンをＣＰＵが実行する他、実施例と同じ電池診断装置付鉛電池を、冬季に実施例と同一車種の排気量２０００ｃｃのガソリン車に搭載し、３カ月後に装置を回収し、不揮発メモリを取り出し内部データの最低電圧値Ｖｓｔ^＊と温度を読出し、最低電圧値Ｖｓｔ^＊の標準偏差と最低電圧値Ｖｓｔ０を計算した。この結果を下表２に示す。なお、図６に示すルーチンは、図４のステップ１１６〜１２６を欠いている。Ｖｓｔ偏差は０．５Ｖ近くあり、実施例よりバラツキが大きく、これを元に算出される最低電圧値Ｖｓｔ０の値の信頼性は実施例より低いと考えられる。

本発明は診断精度の高い電池診断装置および該装置を備えた電池を提供するものであるため、電池診断装置や電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

１０電池診断装置
２０電池診断装置付き鉛電池（鉛電池）

Claims

車両に搭載された電池の電池状態を診断する電池診断装置において、
前記電池のデータを格納するための不揮発性メモリと、
前記電池の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電池の温度を測定する温度測定手段と、
前記電圧測定手段で測定された電圧に所定電圧値以上の電圧降下があったかを検出することで、エンジン始動を検知するエンジン始動検知手段と、
前記電圧測定手段で測定された電圧から前記電池の新品状態でのエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔを取得する最低電圧取得手段と、
前記温度測定手段で測定された温度から前記エンジン始動時またはその前後の前記電池の温度を取得する温度取得手段と、
前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび前記温度取得手段で取得された温度を前記不揮発性メモリに記録する記録手段と、
前記記録手段が前記不揮発性メモリに前記最低電圧値Ｖｓｔおよび温度を記録した後、前記エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、前記不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し、肯定判断のときに、前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび前記温度取得手段で取得された前記高い温度を前記不揮発性メモリに上書きするように前記記録手段を制御する上書き制御手段と、
を備えた電池診断装置。
前記不揮発性メモリには前記記録手段により複数組の前記最低電圧値Ｖｓｔおよび温度が記録され、前記上書き制御手段は、前記エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、前記不揮発性メモリに記録されたいずれかの温度が予め定められた所定温度より低い温度か否か、および、前記不揮発性メモリに記録された温度より高い温度でエンジンが始動したか否かを判断し、両者とも肯定判断のときに、前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔおよび前記温度取得手段で取得された前記高い温度を前記不揮発性メモリに上書きするように前記記録手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電池診断装置。
前記上書き制御手段は、前記不揮発性メモリに記録された前記複数組の最低電圧値Ｖｓｔおよび温度のうち最も低い温度に対応する前記最低電圧値Ｖｓｔおよび温度の組に対して、上書きするように前記記録手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の電池診断装置。
前記電池の開回路電圧ＯＣＶを検出する開回路電圧検出手段をさらに備え、前記記録手段は、前記不揮発メモリに、前記開回路電圧検出手段で検出された前記エンジン始動時前のＯＣＶを併せて記録する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項に記載の電池診断装置。
前記電池の開回路電圧ＯＣＶを検出する開回路電圧検出手段と、前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔを、前記開回路電圧検出手段で検出された前記エンジン始動時前のＯＣＶを用いて、基準のＯＣＶでの値にＯＣＶ補正するＶｓｔ−ＯＣＶ補正手段とをさらに備え、前記記録手段は、前記Ｖｓｔ−ＯＣＶ補正手段で補正された最低電圧値Ｖｓｔを前記不揮発性メモリに記録する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項に記載の電池診断装置。
前記最低電圧取得手段で取得された最低電圧値Ｖｓｔを、前記温度取得手段で取得された温度を用いて、基準の温度での値に温度補正するＶｓｔ−温度補正手段をさらに備え、前記記録手段は、前記Ｖｓｔ−温度補正手段で補正された最低電圧値Ｖｓｔを前記不揮発性メモリに記録する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項に記載の電池診断装置。
前記エンジン始動検知手段でエンジン始動が検知されたとき、または、その後に、前記電圧測定手段で測定された直近の前記電池の電圧と前記記録手段で不揮発性メモリに記録された最低電圧値Ｖｓｔとを比較することにより前記電池の電池状態を診断する電池状態診断手段をさらに備え、前記電池状態診断手段は、電源再起動および電池状態診断時の少なくともいずれかのときに、前記最低電圧値Ｖｓｔを前記不揮発性メモリから読み出すことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電池診断装置。
少なくとも前記電池に流れる電流を測定する電流測定手段および前記車両のイグニッションスイッチの位置情報を取得する情報取得手段のいずれか一方をさらに備え、前記エンジン始動検知手段は、前記電圧測定手段で測定された電圧に所定電圧値以上の電圧降下があったかないし前記電流測定手段で測定された電流に所定電流値以上の電流増加があったかを検出することで、または、前記情報取得手段で取得した前記イグニッションスイッチの位置情報により、エンジン始動を検知することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電池診断装置。
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の電池診断装置を備えた電池。