JP2015195097A - 鉛蓄電池の状態判定装置、車両 - Google Patents

Abstract

【課題】鉛蓄電池の種別に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出する。【解決手段】鉛蓄電池２の状態判定装置は、鉛蓄電池の劣化を判定する第５演算部１１２を備え、第５演算部１１２が鉛蓄電池２の劣化を判定した場合、第４演算部１１１は、第２取得部１０９により取得された鉛蓄電池２の直流内部抵抗と、記憶部１０１に保存されているこれらの対応関係とから、鉛蓄電池２の残存容量を算出する。設定部１１４は、この算出された鉛蓄電池２の残存容量と第２演算部１０８により近似された近似式に基づいて算出された開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）を最小電圧値Ｖｍｉｎの補正に用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、鉛蓄電池の状態を判定する鉛蓄電池の状態判定装置、車両に関する。

エンジンを主たる動力源とする車両は、エンジンを始動するためのスタータモータの電源としてバッテリを備える。このバッテリとしては、一般に鉛蓄電池が使用される。また、近年、鉛蓄電池は、その充放電特性の改良によって、高価なリチウムイオン二次電池では採算が合わない電動カート又はフォークリフトなどの特殊電動車両の電源として普及しつつある。

自家用車のトラブル回数（具体的には日本自動車連盟の出動回数）で最も多いものはバッテリ上がり及びバッテリの劣化である。また、近年、エンジンを主たる動力源とする車両の排ガスを削減するために、アイドルストップスタートが行われている。しかし、アイドルストップによるエンジンの停止中に、バッテリの残存容量が低下して、エンジンを始動するのに必要な出力が得られなくなると、エンジンを再始動できなくなる。このようなバッテリのトラブルを事前に検知し対処できるように、バッテリの残存容量を精度良く検出することが望まれている（例えば特許文献１参照）。

一般に、鉛蓄電池では、開回路電圧（以下、「ＯＣＶ」と称される）と残存容量との間に一次式の関係があることが知られている。そこで、上記特許文献１に記載の技術では、上記一次式の関係を利用して、測定されたＯＣＶの値から残存容量を算出している。

国際公開第２００８／１５２８７５号

上記特許文献１に記載の技術では、車両に搭載されている鉛蓄電池の公称容量が既知の場合には、残存容量を算出することが可能になっている。しかしながら、劣化した鉛蓄電池の交換などによって、搭載されている鉛蓄電池の公称容量を車両が認識できない場合には、上記特許文献１に記載の技術では、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出するのは困難となる。特に、劣化によって鉛蓄電池の残存容量に対する開回路電圧特性が変わる可能性があるため、鉛蓄電池の残存容量の算出はより困難となる。

本発明は、上述した課題を解決するもので、鉛蓄電池の劣化に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる鉛蓄電池の状態判定装置、車両を提供することを目的とする。

本発明に係る鉛蓄電池の状態判定装置は、鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部と、前記電圧検出部により検出された前記端子電圧から、前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得するように構成された第１取得部と、前記電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、前記鉛蓄電池の充放電容量を算出するように構成された第１演算部と、前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第１記憶部と、前記第１取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第１取得部による前記複
数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第２演算部と、前記鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存された第２記憶部と、前記電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧及び前記電流検出部により検出された放電電流に基づき、前記鉛蓄電池の直流内部抵抗を取得するように構成された第２取得部と、前記鉛蓄電池の充電状態を算出するように構成された第３演算部と、前記第２取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第２記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第４演算部と、前記第２演算部が算出した残存容量と、前記第４演算部が算出した残存容量とに基づいて、前記鉛蓄電池の種別を判定する電池判定部と、前記電池判定部の判定結果に基づいて前記第１記憶部に記憶された前記最小電圧値を設定する設定部と、を備える。

この構成によれば、第２記憶部には、鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存されている。電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に電圧検出部により検出された端子電圧及び電流検出部により検出された放電電流に基づき、鉛蓄電池の直流内部抵抗が第２取得部により取得される。第２取得部により取得された鉛蓄電池の直流内部抵抗と第２記憶部に保存されている直流内部抵抗と残存容量との関係とから、鉛蓄電池の残存容量が第４演算部により算出される。第２演算部が算出した残存容量と、第４演算部が算出した残存容量とに基づいて、鉛蓄電池の種別が電池判定部により判定される。電池判定部の判定結果に基づいて第１記憶部に記憶された最小電圧値が設定部により設定される。

したがって、電池交換されても鉛蓄電池の種別を判定することができ、この判定結果に応じて好適な最小電圧値を設定することができる。これによって、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。

また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記電池判定部は、前記第２演算部が算出した残存容量と、前記第４演算部が算出した残存容量とに応じて、少なくとも通常品、高出力品、高容量品を含む前記鉛蓄電池の種別のうち１つの種別を判定するようにしてもよい。また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記電池判定部は、前記第２演算部が算出した残存容量と、前記第４演算部が算出した残存容量との差分が、上限である第１の閾値と下限である第２の閾値の範囲内である場合に前記鉛蓄電池を通常品と判定し、前記第１の閾値より大きい場合に前記鉛蓄電池を高出力品と判定し、前記第２の閾値より小さい場合に前記鉛蓄電池を高容量品と判定してもよい。

この構成によれば、第２演算部が算出した残存容量と、第４演算部が算出した残存容量とに応じて、少なくとも通常品、高出力品、高容量品を含む鉛蓄電池の種別のうち１つの種別が電池判定部により判定される。また、鉛蓄電池は、電池判定部により、第２演算部が算出した残存容量と、第４演算部が算出した残存容量との差分が、上限である第１の閾値と下限である第２の閾値の範囲内である場合に通常品と判定され、第１の閾値より大きい場合に高出力品と判定され、第２の閾値より小さい場合に高容量品と判定される。

したがって、交換された鉛蓄電池の種別が３種のうちいずれであるかを判定することができ、各種別に応じた好適な最小電圧値を設定することができる。これによって、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。

また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記電池判定部が前記鉛蓄電池をそれぞれ通常品、高出力品、高容量品と判定した場合、前記設定部は、前記第１記憶部に記憶された前記最小電圧値をそれぞれ所定の第１〜第３の最小電圧値に設定し、前記第１の最
小電圧値は、前記第２の最小電圧値より大きく、前記第３の最小電圧値より小さい値に予め設定されている。

この構成によれば、交換された鉛蓄電池は、通常品と判定された場合は第１の最小電圧値に設定され、高出力品と判定された場合は第２の最小電圧値に設定され、高容量品と判定された場合は第３の最小電圧値に設定される。

したがって、交換された鉛蓄電池の種別が３種のうちのいずれであるかに応じて各種別に応じた好適な最小電圧値を設定することができる。これによって、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。

また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、鉛蓄電池の劣化を判定する第５演算部をさらに備え、前記第５演算部が前記鉛蓄電池の劣化を判定した場合、前記第４演算部は、前記第２取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第２記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を算出し、前記設定部は、この算出された前記鉛蓄電池の残存容量を前記最小電圧値の補正に用いるようにしてもよい。また、前記第２演算部は、前記第１取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第１取得部による前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の開回路電圧と前記鉛蓄電池の残存容量との対応関係を表す近似式を算出し、この近似式を用いて、前記第４演算部が算出した前記鉛蓄電池の残存容量に対応する前記鉛蓄電池の開回路電圧を算出し、前記設定部は、前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧を前記最小電圧値の補正に用いるようにしてもよい。

この構成によれば、鉛蓄電池の劣化によって鉛蓄電池の開回路電圧特性が変化しても、この影響による最小電圧値の推定ずれを補正することができる。これによって、鉛蓄電池の残存容量をさらに好適に算出することができる。

また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記設定部は、前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧を前記最小電圧値に設定するようにしてもよい。

この構成によれば、鉛蓄電池の劣化によって鉛蓄電池の開回路電圧特性が変化した場合は、この直流内部抵抗に基づく残存容量の推定を用いることで、鉛蓄電池の劣化時に残存容量の推定の精度を高めることができる。

また、上記の鉛蓄電池の状態判定装置において、前記設定部は、設定された前記最小電圧値と前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧との差分の大きさに基づいて前記最小電圧値の補正を行ってもよい。また、前記設定部は、設定された前記最小電圧値と前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧との差分が所定の閾値より大きい場合、前記最小電圧値を、前記最小電圧値と前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧との中間の値に補正するようにしてもよい。

この構成によれば、最小電圧値の補正値が大きい場合に、最小電圧値の補正に伴う残存容量の推定結果の急激な変動と、この変動に伴う一時的な残存容量の推定精度のぶれを抑制することができる。

本発明に係る車両は、上記の鉛蓄電池の状態判定装置と、前記鉛蓄電池と、動力源としてのエンジンと、を備え、前記鉛蓄電池は、前記エンジンを始動するための電源として使用される。この構成によれば、鉛蓄電池は、動力源としてのエンジンを始動するための電源として使用される。ここで、車両に搭載されている鉛蓄電池が、劣化等により交換され
ると、車両は、交換後の新たな鉛蓄電池の公称容量を正確に認識するのは困難となっている。これに対して、この構成によれば、上記の鉛蓄電池の状態判定装置を備えるため、鉛蓄電池の種別に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。

本発明によれば、電池判定部が鉛蓄電池の種別を判定してこの判定結果に基づいて最小電圧値が設定されるため、鉛蓄電池の種別に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる。また、鉛蓄電池の劣化によって鉛蓄電池の開回路電圧特性が変化しても、この影響による最小電圧値の推定ずれを補正することができる。

本発明の一実施形態の車両の主要な構成を概略的に示すブロック図である。 鉛蓄電池の直流内部抵抗と残存容量との関係を概略的に表す図である。 鉛蓄電池の種々の劣化率における充電状態と直流内部抵抗との関係を概略的に表す図である。 鉛蓄電池のＯＣＶと容量との関係を概略的に表す図である。 鉛蓄電池のＯＣＶと容量との関係を概略的に表す図である。 放電電流が所定値以上のときに実行される動作を概略的に示すフローチャートである。 所定時間毎に実行される動作を概略的に示すフローチャートである。 第１取得部によるＯＣＶ取得動作及び第２演算部による真正の残存容量の算出動作を概略的に示すフローチャートである。 鉛蓄電池の種別判定と種別に応じた最小電圧値の設定の動作を概略的に示すフローチャートである。 鉛蓄電池の劣化時の放電容量と内部抵抗の関係を表す図である。 鉛蓄電池の劣化時の最小電圧値の補正の動作を概略的に示すフローチャート図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態が説明される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

図１は本発明の一実施形態の車両１の主要な構成を概略的に示すブロック図である。図２は、鉛蓄電池の直流内部抵抗（以下、「ＤＣＩＲ」と称される）と残存容量との関係を概略的に表す図である。図３は、鉛蓄電池の種々の劣化率における充電状態（以下、「ＳＯＣ」と称される）とＤＣＩＲとの関係を概略的に表す図である。

車両１は、エンジンを主たる動力源とする。車両１は、鉛蓄電池２、エンジン３、スタータモータ４、負荷回路５，６、オルタネータ７、イグニションスイッチ８、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９、本発明の一実施形態のバッテリ制御部１０を備える。鉛蓄電池２は、車両１のバッテリとして機能する。鉛蓄電池２の公称電圧は、この実施形態では１２［Ｖ］である。鉛蓄電池２から出力される電力は、車両１のエンジン３を始動するスタータモータ４の駆動、負荷回路５，６の電源に使用される。オルタネータ７は、イグニションスイッチ８を介して鉛蓄電池２に接続され、エンジン３によって駆動される発電機である。オルタネータ７の発電量が車両の負荷回路５，６の電気負荷を超えるときは、オルタネータ７により発電された電力によって鉛蓄電池２が充電される。

イグニションスイッチ８のキー操作位置がＯＦＦ位置では、鉛蓄電池２と負荷回路５，６、オルタネータ７との間は遮断され、かつ、エンジン３は停止している。イグニション
スイッチ８のキー操作位置がＡＣＣ位置では、鉛蓄電池２からオーディオ等の負荷回路５に電力が供給され、かつ、エンジン３は停止している。イグニションスイッチ８のキー操作位置がＯＮ位置では、鉛蓄電池２から負荷回路５及びエアコン等の負荷回路６に電力が供給され、かつ、エンジン３は動作している。イグニションスイッチ８のキー操作位置がＳＴＡＲＴ位置では、鉛蓄電池２から電力が供給されたスタータモータ４によりエンジン３が始動される。

ＥＣＵ９は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に保存するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、これらの周辺回路等を備える。ＥＣＵ９は、車両１の全体の動作を制御する。

バッテリ制御部１０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ、データを一時的に保存するＲＡＭ、これらの周辺回路等を備える。バッテリ制御部１０は、ＥＣＵ９と互いに通信可能に構成されている。バッテリ制御部１０は、例えばフラッシュメモリなどで構成された記憶部１０１、電圧検出部１０２、電流検出部１０３を備える。バッテリ制御部１０は、ＲＯＭに保存された制御プログラムを実行することにより、計時部１０４、第１演算部１０５、第１取得部１０６、満充電判定部１０７、第２演算部１０８、第２取得部１０９、第３演算部１１０、第４演算部１１１、第５演算部１１２、電池判定部１１３、設定部１１４として機能する。

記憶部１０１は、図２に示される、鉛蓄電池２のＤＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係を保存している。図２に示される関係は、例えば実験的に、予め求められている。図２に示されるように、鉛蓄電池２は、残存容量Ｃｐが小さくなるほど、ＤＣＩＲの値が高くなる特性を有する。ここで、電池の残存容量は、電池が満充電されたときの容量を表す。電池が劣化すると、電池の残存容量は減少する。後述されるように、電池の残存容量は、ＳＯＣを算出する際に使用される。

また、記憶部１０１は、図３に示される、鉛蓄電池２の種々の劣化率におけるＳＯＣとＤＣＩＲとの関係を保存している。図３に示される関係は、例えば実験的に、予め求められている。図３において、曲線Ｄ１は、例えば劣化率５％を表し、曲線Ｄ２は、例えば劣化率２５％を表し、曲線Ｄ３は、例えば劣化率５０％を表し、曲線Ｄ４は、例えば劣化率７５％を表す。図３に示されるように、鉛蓄電池２は、劣化率が高くなるほど、ＤＣＩＲの値が高くなる特性を有する。図３の抵抗値Ｌｒは、鉛蓄電池２が寿命となる限界の抵抗値である。限界の抵抗値Ｌｒは、例えば、新品の鉛蓄電池２のＤＣＩＲの２倍の値に設定される。図３に示される劣化率の曲線Ｄ１〜Ｄ４は、例えばルックアップテーブルとして記憶部１０１に保存されてもよい。代替的に、図３に示される劣化率の曲線Ｄ１〜Ｄ４は、例えば関数として記憶部１０１に保存されてもよい。

電圧検出部１０２は、鉛蓄電池２の端子電圧を検出する。電流検出部１０３は、鉛蓄電池２に流れる電流を検出する。電流検出部１０３は、この実施形態では、充電電流を正の値とし、放電電流を負の値とする。計時部１０４は、経過時間をカウントするタイマーである。

第１演算部１０５は、所定時間Ｔ１（例えばＴ１＝１秒）毎に、電流検出部１０３により検出された電流を取得する。第１演算部１０５は、検出された電流が充電電流Ａ１であれば、充電電気量＋（Ａ１×Ｔ１）を算出して積算し、放電電流Ａ２であれば、放電電気量−（Ａ２×Ｔ１）を算出して積算する。第１演算部１０５は、積算された充放電電気量に、予め定められた係数Ｃ１を乗算して、鉛蓄電池２の充放電容量を算出する。第１演算
部１０５は、算出された鉛蓄電池２の充放電容量を記憶部１０１に保存する。なお、係数Ｃ１は、例えばＣ１＝１でもよい。つまり、充放電電気量と充放電容量とは、等しい値として取り扱われてもよい。

第１取得部１０６は、エンジン３が停止しているときの電圧検出部１０２の検出電圧に基づき、鉛蓄電池２の開回路電圧（以下、「ＯＣＶ」と称される）を取得する。第１取得部１０６は、電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ３（例えばＡ３＝１００ｍＡ）以下のときに、エンジン３が停止していると判定する。第１取得部１０６は、所定時間Ｔ２（例えばＴ２＝１時間）毎に、電圧検出部１０２の検出電圧Ｖ１を取得し、検出電圧Ｖ１の変化率が所定値Ｖ２／Ｔ２（例えばＶ２＝０．０２Ｖ）［Ｖ／時間］以下であれば、検出電圧Ｖ１をＯＣＶとして取得する。

ここで、電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ３以下とは、鉛蓄電池２に流れている電流が暗電流であることを表す。暗電流とは、車両１のエンジン３が停止している際に流れる、車両１の保全に最低限必要な電流（例えば各種メモリーへの電源供給など）や、鉛蓄電池２の発電要素や鉛蓄電池２を組み込んだ回路および配線が生来的に有する自己放電による電流、さらにはＥＣＵ９がエラーモードを発信しない程度の微小な短絡電流などを含む。したがって、車両１の仕様及び鉛蓄電池２の仕様などに基づき、予め暗電流の電流値を推定することができる。または、車両１に鉛蓄電池２を組み込んだ状態で、車両１のエンジン３の停止時における暗電流の電流値を計測してもよい。このようにして得られた暗電流の電流値（推定値または計測値）、または得られた電流値にマージンを加えた電流値が、所定値Ａ３として設定されている。

満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の充電中において、電圧検出部１０２の検出電圧が所定値Ｖ３（例えばＶ３＝１４．５Ｖ）以上かつ電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ４（例えばＡ４＝０．８Ａ）以下の状態が、所定時間Ｔ３（例えばＴ３＝６０秒）継続すると、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定する。満充電判定部１０７は、満充電状態であると判定した時点の鉛蓄電池２の充放電容量を第１演算部１０５から取得する。満充電判定部１０７は、取得した満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量を記憶部１０１に保存する。

なお、第１演算部１０５は、鉛蓄電池２の充放電容量を相対値として算出するが、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが得られた後は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆを基準値として、鉛蓄電池２の充放電容量を算出する。

また、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定した後で、再び鉛蓄電池２が満充電状態であると判定した場合には、その時点の鉛蓄電池２の充放電容量を第１演算部１０５から再び取得して、記憶部１０１に保存されている満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量を更新すればよい。

図４、図５は、鉛蓄電池２のＯＣＶと容量との関係を概略的に表す図である。図４、図５を用いて、第２演算部１０８の機能が説明される。

記憶部１０１は、さらに、図４に示される、鉛蓄電池２のＯＣＶとして予め設定された最大電圧値Ｖｍａｘ（例えばＶｍａｘ＝１２．８Ｖ）及び最小電圧値Ｖｍｉｎ（例えばＶｍｉｎ＝１１．８Ｖ）を保存している。特に、本実施形態においては、電池の種別毎に対応付けられた最小電圧値Ｖｍｉｎが保存されている。少なくとも、電池の種別が、通常のエンジンスタートに用いられる「通常品」に対する第１の最小電圧値Ｖｍｉｎ１（例えばＶｍｉｎ１＝１１．８Ｖ）、瞬時に高出力が必要なＩＳＳ（Ｉｄｌｉｎｇ−Ｓｔｏｐ Ｓｙｓｔｅｍ）に用いられる高出力タイプの「高出力品」に対する第２の最小電圧値Ｖｍｉ
ｎ２（例えばＶｍｉｎ２＝１１．３Ｖ）、合理化のために通常品に対して軽量化された高容量タイプの「高容量品」に対する第３の最小電圧値Ｖｍｉｎ３（例えばＶｍｉｎ３＝１２．１Ｖ）が保存されている。「高出力品」は、「通常品」に対して出力（Ｗ／ｋｇ）は高出力であるが、容量（Ｗｈ／ｋｇ）は低容量である。一方、「高容量品」は「通常品」に対して出力（Ｗ／ｋｇ）は低出力であるが容量（Ｗｈ／ｋｇ）は高容量である。ここで、出力や容量の高低の判断基準は、例えば「通常品」に対して１０％〜２０％程度の差異であればよいがこの範囲に限定されるものではない。なお、第１〜第３の最小電圧値の値は例示にすぎず種々の値に変更可能であるが、第１の最小電圧値Ｖｍｉｎ１は、第２の最小電圧値Ｖｍｉｎ２より大きく、第３の最小電圧値Ｖｍｉｎ３より小さい値に予め設定されている。

第２演算部１０８は、第１取得部１０６が鉛蓄電池２のＯＣＶを取得した時点の、記憶部１０１に保存されている鉛蓄電池２の充放電容量を取得する。図４は、鉛蓄電池２のＯＣＶを縦軸とし、鉛蓄電池２の容量を横軸とするグラフを示している。第２演算部１０８は、図４に示されるグラフ上に、取得された鉛蓄電池２のＯＣＶ及び充放電容量からなるデータをプロットする。第２演算部１０８は、第１取得部１０６が鉛蓄電池２のＯＣＶを取得する度に、上記データをプロットする。

第２演算部１０８は、プロットされたデータ数が所定数Ｎ１（例えばＮ１＝４）以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅Ｗ（例えばＷ＝残存容量の５％）以上になると、プロットされたデータを例えば最小二乗法により直線で近似し、近似直線Ｌ１を算出する。図４に示されるように、第２演算部１０８は、近似直線Ｌ１と最大電圧値Ｖｍａｘとの交点Ｐ１の座標を算出し、近似直線Ｌ１と最小電圧値Ｖｍｉｎとの交点Ｐ２の座標を算出する。第２演算部１０８は、交点Ｐ１から交点Ｐ２までの容量幅を真正の残存容量Ｃｔとして算出する。

また、第２演算部１０８は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されていれば、これを記憶部１０１から取得する。第２演算部１０８は、図５に示されるように、最大電圧値Ｖｍａｘとの交点Ｐ１に代えて、満充電状態での充放電容量Ｃｆを近似直線Ｌ２の左端とする。すなわち、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されている場合には、第２演算部１０８は、充放電容量Ｃｆから交点Ｐ２までの容量幅を真正の残存容量Ｃｔとして算出する。

なお、プロットされたデータ数が所定数Ｎ１以上かつプロットされたデータの容量幅が所定幅Ｗ以上になるまでの期間の上限値は、この期間に、鉛蓄電池２が劣化しないような値に設定することが必要である。すなわち、上記期間中は、例えば図３において、鉛蓄電池２が同一の劣化率曲線上に位置していることが必要である。上記期間の上限値は、例えば２週間から１箇月程度に設定すればよい。

また、図４、図５では、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆを基準値とし、この基準値からの低下量として、鉛蓄電池２の充放電容量を考えている。そこで、図４、図５では、横軸にとる容量を左向きとしている。

図１に戻って、第２取得部１０９は、電流検出部１０３により検出された放電電流が所定値Ａ５（例えばＡ５＝１００Ａ）以上のときに、その放電中に電圧検出部１０２の検出電圧Ｖｄ及び電流検出部１０３の検出電流Ｉｄを所定時間Ｔ４（例えばＴ４＝１ｍｓｅｃ）毎に所定回数Ｎ２（例えばＮ２＝８）取得する。第２取得部１０９は、取得された検出電圧Ｖｄｉ（ｉ＝１〜８）及び検出電流Ｉｄｉ（ｉ＝１〜８）から、傾きＶｄｉ／Ｉｄｉ（ｉ＝１〜８）を算出し、この８点を例えば最小二乗法により直線で近似する。第２取得部１０９は、この直線で近似された値を鉛蓄電池２のＤＣＩＲとして取得する。

第２取得部１０９は、電流検出部１０３により検出された放電電流が所定値Ａ５（例えばＡ５＝１００Ａ）以上になる度に、ＤＣＩＲを取得する。車両１のエンジン３が始動されると、鉛蓄電池２の放電電流は１００Ａ以上になる。このため、第２取得部１０９は、エンジン３の始動毎にＤＣＩＲを取得する。

第３演算部１１０は、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されている場合には、第１演算部１０５により算出された充放電容量を第２演算部１０８により算出された真正の残存容量Ｃｔで除算した商を、鉛蓄電池２のＳＯＣとして算出する。第３演算部１１０は、第２取得部１０９によるＤＣＩＲの取得毎に（言い換えるとエンジン３の始動毎に）、鉛蓄電池２のＳＯＣを算出する。

第４演算部１１１は、車両１に搭載されている鉛蓄電池２が交換されたときに、第２取得部１０９により最初に取得された鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている図２に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の残存容量を暫定の残存容量Ｃｐとして算出する。なお、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２の交換後、第２取得部１０９により連続して複数回（例えば４回）取得された鉛蓄電池２のＤＣＩＲを平均し、この平均値のＤＣＩＲと図２に示される関係とに基づき、再び鉛蓄電池２の暫定の残存容量Ｃｐを算出し、暫定の残存容量Ｃｐを更新してもよい。第４演算部１１１は、算出された暫定の残存容量Ｃｐを記憶部１０１に保存する。

第３演算部１１０は、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合には、第４演算部１１１により算出された暫定の残存容量Ｃｐを使用して、鉛蓄電池２のＳＯＣを算出する。すなわち、第３演算部１１０は、第１演算部１０５により算出された充放電容量を第４演算部１１１により算出された暫定の残存容量Ｃｐで除算した商を、鉛蓄電池２のＳＯＣとして算出する。

第５演算部１１２は、第２取得部１０９によるＤＣＩＲの取得毎に（言い換えるとエンジン３の始動毎に）、第３演算部１１０により算出された鉛蓄電池２のＳＯＣと、ＤＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている図３に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の劣化率を算出する。第５演算部１１２により算出された鉛蓄電池２の劣化率が例えば７５％以上になると、ＥＣＵ９は、電池交換の準備を促すメッセージを音声発生又は文字表示により使用者に報知してもよい。本実施形態において、記憶部１０１が、第１記憶部、第２記憶部、第３記憶部の一例に相当し、交点Ｐ１が第１交点の一例に相当し、交点Ｐ２が第２交点の一例に相当する。

電池判定部１１３は、電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ３（例えばＡ３＝１００ｍＡ）以下のとき（言い換えるとエンジン３が停止しているとき）、第２演算部１０８が算出した真正の残存容量Ｃｔと、第４演算部１１１が算出した暫定の残存容量Ｃｐとに基づいて、鉛蓄電池２の種別を判定する。すなわち、電池判定部１１３は、真正の残存容量Ｃｔと暫定の残存容量Ｃｐの差分に応じて、少なくとも「通常品」、「高出力品」、「高容量品」を含む鉛蓄電池の種別のうち１つの種別を判定する。

具体的には、電池判定部１１３は、真正の残存容量Ｃｔと暫定の残存容量Ｃｐとの差分が、上限として予め定められた第１の閾値ΔＡｈｍａｘと下限として予め定められた第２の閾値ΔＡｈｍｉｎの範囲内である場合に鉛蓄電池２を「通常品」と判定し、第１の閾値ΔＡｈｍａｘより大きい場合に鉛蓄電池２を「高出力品」と判定し、第２の閾値ΔＡｈｍｉｎより小さい場合に鉛蓄電池２を「高容量品」と判定する。記憶部１０１は、第１の閾値ΔＡｈｍａｘや第２の閾値ΔＡｈｍｉｎを予め記憶しており、判定の際に電池判定部１１３によって読み出される。また、電池判定部１１３によるこの判定結果が記憶部１０１
に記憶される。

設定部１１４は、電池判定部１１３の判定結果に基づいて記憶部１０１に記憶された最小電圧値を鉛蓄電池２の種別に応じた最小電圧値Ｖｍｉｎに設定する。例えば、電池判定部１１３が鉛蓄電池２をそれぞれ「通常品」、「高出力品」、「高容量品」と判定した場合、設定部１１４は、記憶部１０１に記憶された最小電圧値を所定の第１〜第３の最小電圧値Ｖｍｉｎ１、Ｖｍｉｎ２、Ｖｍｉｎ３にそれぞれ設定し、記憶部１０１の設定データを更新する。

図６は、放電電流が所定値Ａ５以上のときに実行される動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第２取得部１０９は、電流検出部１０３により検出された放電電流が所定値Ａ５以上であるか否かを判別する（ステップＳ１）。放電電流が所定値Ａ５未満であれば（ステップＳ１でＮＯ）、このフローは終了する。

放電電流が所定値Ａ５以上であれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、第２取得部１０９は、電圧検出部１０２の検出電圧及び電流検出部１０３の検出電流を時間Ｔ４毎にＮ２回取得する（ステップＳ２）。次いで、第２取得部１０９は、鉛蓄電池２のＤＣＩＲを取得する（ステップＳ３）。

続いて、バッテリ制御部１０は、鉛蓄電池２が交換されたか否かを判別する（ステップＳ４）。例えば、バッテリ制御部１０のＲＯＭに保存されたプログラムの電源リセット時のイニシャル処理において、交換判別用フラグをオンにしておけばよい。そして、ステップＳ４では、バッテリ制御部１０は、交換判別用フラグがオンであれば、鉛蓄電池２が交換されたと判別すればよい。この判別手法に替えて、または、加えて、後述の電池種別の判定前後で種別が変わった場合に鉛蓄電池２が交換されたと判別する手法を用いてもよい。

鉛蓄電池２が交換されていないと判別されると（ステップＳ４でＮＯ）、処理はステップＳ７に進む。一方、鉛蓄電池２が交換されたと判別されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、バッテリ制御部１０は、記憶部１０１に保存されている交換前の鉛蓄電池２に関するデータを消去する（ステップＳ５）。続いて、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２の暫定の残存容量を算出する（ステップＳ６）。

続くステップＳ７では、第３演算部１１０は、鉛蓄電池２のＳＯＣを算出する。このとき、上述のように、第３演算部１１０は、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されている場合には、ＳＯＣの算出に真正の残存容量Ｃｔを使用し、第２演算部１０８により真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合には、ＳＯＣの算出に第４演算部１１１により算出された暫定の残存容量Ｃｐを使用する。続いて、第５演算部１１２は、鉛蓄電池２の劣化率を算出する（ステップＳ８）。

図７は、所定時間Ｔ５（例えばＴ５＝１０ｍｓｅｃ）毎に実行される動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第１演算部１０５は、電流検出部１０３により検出される、鉛蓄電池２に流れる電流Ｉｔを取得する（ステップＳ２１）。続いて、第１演算部１０５は、充放電電気量Ｑ＝Ｉｔ×Ｔ５を算出する（ステップＳ２２）。次いで、第１演算部１０５は、算出された充放電電気量Ｑ＝Ｉｔ×Ｔ５を積算して、鉛蓄電池２の充放電容量を算出し、算出され充放電容量を記憶部１０１に保存する（ステップＳ２３）。

次に、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の充電中であるか否かを判別する（ステップＳ２４）。鉛蓄電池２の充電中でなければ（ステップＳ２４でＮＯ）、このフローを終了する。一方、鉛蓄電池２の充電中であれば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、電圧検出部１０
２により検出される鉛蓄電池２の端子電圧、電流検出部１０３により検出される鉛蓄電池２の充電電流を取得する（ステップＳ２５）。

次いで、満充電判定部１０７は、電圧Ｖ３以上かつ電流Ａ４以下の状態が時間Ｔ３継続したか否かを判別し（ステップＳ２６）、継続していなければ（ステップＳ２６でＮＯ）、このフローを終了する。一方、ステップＳ２６において、電圧Ｖ３以上かつ電流Ａ４以下の状態が時間Ｔ３継続していれば（ステップＳ２６でＹＥＳ）、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定する（ステップＳ２７）。次いで、満充電判定部１０７は、満充電状態の充放電容量を記憶部１０１に保存する（ステップＳ２８）。

図８は、第１取得部１０６によるＯＣＶ取得動作及び第２演算部１０８による真正の残存容量の算出動作を概略的に示すフローチャートである。まず、第１取得部１０６は、電流検出部１０３により検出された電流が所定値Ａ３以下であるか否かを判別する（ステップＳ４１）。検出された電流が所定値Ａ３を超えていれば（ステップＳ４１でＮＯ）、このフローを終了する。

一方、検出された電流が所定値Ａ３以下であれば（ステップＳ４１でＹＥＳ）、第１取得部１０６は、時間Ｔ２毎に、電圧検出部１０２により検出された電圧を取得し（ステップＳ４２）、検出された電圧の変化率がＶ２／Ｔ２以下であるか否かを判別する（ステップＳ４３）。検出された電圧の変化率がＶ２／Ｔ２を超えていれば（ステップＳ４３でＮＯ）、第１取得部１０６は、このフローを終了する。一方、検出された電圧の変化率がＶ２／Ｔ２以下であれば（ステップＳ４３でＹＥＳ）、第１取得部１０６は、検出された電圧をＯＣＶとして取得する（ステップＳ４４）。

次に、第２演算部１０８は、第１取得部１０６により取得された鉛蓄電池２のＯＣＶと、記憶部１０１に保存されている現在の鉛蓄電池２の充放電容量とを、図４に示されるグラフ上にプロットする（ステップＳ４５）。続いて、第２演算部１０８は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されているか否かを判別する（ステップＳ４６）。

満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されていなければ（ステップＳ４６でＮＯ）、処理はステップＳ４８に進む。一方、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆが記憶部１０１に保存されていれば（ステップＳ４６でＹＥＳ）、第２演算部１０８は、満充電状態での鉛蓄電池２の充放電容量Ｃｆを取得する（ステップＳ４７）。

続いて、第２演算部１０８は、プロットされたデータ数がＮ１以上かつプロットされたデータの容量幅がＷ以上か否かを判別する（ステップＳ４８）。第２演算部１０８は、ステップＳ４８がＮＯであれば、このフローを終了する一方、ステップＳ４８がＹＥＳであれば、上述された手順で、真正の残存容量Ｃｔを算出する（ステップＳ４９）。

次に、電池判定部１１３と設定部１１４は、鉛蓄電池２の種別に応じた最小電圧値のＶｍｉｎ設定処理を行う（ステップＳ５０）。

図９は、鉛蓄電池２の種別判定と種別に応じた最小電圧値Ｖｍｉｎの設定の動作を概略的に示すフローチャートである。具体的にはステップＳ５０で示されたＶｍｉｎ設定処理のフローチャートである。まず、電池判定部１１３は、ステップＳ４９で第２演算部１０８が算出した真正の残存容量Ｃｔと、ステップＳ６で第４演算部１１１が算出して記憶部１０１に記憶された暫定の残存容量Ｃｐとの残存容量差βを算出する（ステップＳ５１）。

次に、電池判定部１１３は、ステップＳ５１で算出した残存容量差βが第１の閾値ΔＡｈｍａｘより大きいか否か判定する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２でＮＯであれば、電池判定部１１３は、さらに残存容量差βが第２の閾値ΔＡｈｍｉｎより小さいか否か判定する（ステップＳ５３）。

ステップＳ５３でＮＯであれば、電池判定部１１３は、鉛蓄電池２を「通常品」と判定する（ステップＳ５４）。そして、設定部１１４は、この判定結果に基づいて、鉛蓄電池２のＯＣＶとして予め設定された最小電圧値Ｖｍｉｎを電池種別「通常品」に対応する最小電圧値Ｖｍｉｎ１に設定し、この設定を記憶部１０１に記憶する（ステップＳ５５）。

一方、ステップＳ５２でＹＥＳであれば、電池判定部１１３は、鉛蓄電池２を「高出力品」と判定する（ステップＳ５６）。そして、設定部１１４は、この判定結果に基づいて、鉛蓄電池２のＯＣＶとして予め設定された最小電圧値Ｖｍｉｎを電池種別「高出力品」に対応する最小電圧値Ｖｍｉｎ２に設定し、この設定を記憶部１０１に記憶する（ステップＳ５７）。

また、ステップＳ５３でＹＥＳであれば、電池判定部１１３は、鉛蓄電池２を「高容量品」と判定する（ステップＳ５８）。そして、設定部１１４は、この判定結果に基づいて、鉛蓄電池２のＯＣＶとして予め設定された最小電圧値Ｖｍｉｎを電池種別「高容量品」に対応する最小電圧値Ｖｍｉｎ３に設定し、この設定を記憶部１０１に記憶する（ステップＳ５９）。

また、ここでは、予め設定された最小電圧値Ｖｍｉｎを、電池種別に応じた最小電圧値Ｖｍｉｎ１〜Ｖｍｉｎ３に設定する処理について説明したが、これに加え、またはこれに替えて、最小電圧値Ｖｍｉｎの補正処理を行うようにしてもよい。以下、最小電圧値Ｖｍｉｎの補正処理について説明する。

図１０は、実測した鉛蓄電池の劣化時の放電容量と内部抵抗の関係を表す図である。新品の鉛蓄電池の場合、満充電状態から放電が行われても放電末期の容量まで放電しないため内部抵抗はあまり変化しない。一方、劣化した鉛蓄電池の場合、図１０に示すように、鉛蓄電池が満充電状態（放電容量値＝０）から放電を行っていった場合、ある程度放電すると急激に内部抵抗が上昇する。この上昇した内部抵抗の影響で、設定された最小電圧値Ｖｍｉｎにずれが生じ、残存容量の推定に誤差が生じる。そこで、設定部１１４では、鉛蓄電池２が劣化していると第５演算部１１２が判定した場合に、この劣化による開回路電圧特性の変化の影響を緩和するために最小電圧値Ｖｍｉｎを補正する。

以下、鉛蓄電池の劣化時の最小電圧値の補正処理について説明する。図１１は、鉛蓄電池の劣化時の最小電圧値の補正の動作を概略的に示すフローチャート図である。

ステップＳ１０１に示すように、第２取得部１０９は、ＤＣＩＲを取得する。また、第１演算部１０５は、満充電になってからの鉛蓄電池２の放電容量を算出する。さらに、図示しない温度取得手段を用いて鉛蓄電池２の温度を取得する。

次に、ステップＳ１０２に示すように、設定部１１４は、最小電圧値Ｖｍｉｎが設定されているか否かを判定する。ステップＳ１０２でＮＯの場合、補正の対象が無いため処理を終了する。

一方、ステップＳ１０２でＹＥＳの場合、第５演算部１１２は、第２取得部１０９により取得された鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、第１演算部１０５が算出した満充電になってから
の鉛蓄電池２の放電容量と、図示しない温度取得手段が取得した鉛蓄電池２の温度データとを対応付けたデータとし、これらのデータから所定数のデータをスクリーニングする。

次にステップＳ１０４に示すように、第５演算部１１２は、スクリーニングしたデータのうち、温度範囲が所定の範囲Ｔ１〜Ｔ２以内のデータがｎ個以上あるか否かを判定する。ステップＳ１０４でＮＯの場合、劣化よりも温度バラつきによる影響が大きいため処理を終了する。一方、ステップＳ１０４でＹＥＳの場合、ステップＳ１０５に示すように、第５演算部１１２は、スクリーニングしたデータのうち、温度範囲が所定の範囲Ｔ１〜Ｔ２以内のデータを最新のものから順にｎ個取得する。

次に、ステップＳ１０６に示すように、第５演算部１１２は、ステップＳ１０５で取得したデータにおいて、ＤＣＩＲの最大値ＤＣＩＲｍａｘがＤＣＩＲの最小値ＤＣＩＲｍｉｎの所定倍数ｘ１より大きいか否か判定する。所定倍数ｘ１は例えば２倍（劣化率５０％に相当）に設定されるが、任意の値でよい。また、電池の種別毎に倍率を変えてもよい。

ステップＳ１０６でＮＯの場合、最小電圧値Ｖｍｉｎの補正が必要なほど鉛蓄電池２に劣化が起こっていないため、処理を終了する。一方、ステップＳ１０６でＹＥＳの場合、ステップＳ１０７に示すように、第４演算部１１１は、ＤＣＩＲによる残存容量を推定し、第２演算部１０８により近似された近似直線（例えば図４のＬ１や図５のＬ２）の関係を用いて、この残存容量に対応する開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）を推定する。

そして、ステップＳ１０８に示すように、設定部１１４は、設定されている最小電圧値ＶｍｉｎとステップＳ１０７で推定した開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）との差分が所定値ｘ２より大きいか否かを判定する。ステップＳ１０８でＮＯの場合、補正する必要が無いためそのまま処理を終了する。

一方、ステップＳ１０８でＹＥＳの場合、ステップＳ１０９に示すように、設定部１１４は、最小電圧値Ｖｍｉｎの補正を行う。具体的には、最小電圧値Ｖｍｉｎに、開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）と最小電圧値Ｖｍｉｎの差分に係数ｘ３を乗じた値を加算する補正を行う。係数ｘ３は０〜１の任意の値である。

例えば係数ｘ３が０．５に設定された場合、設定部１１４は、最小電圧値Ｖｍｉｎと推定した開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）の中間値にする補正を行う。劣化率Ｄ１が大きい場合、最小電圧値Ｖｍｉｎを補正するのが望ましいが、開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）との中間値にすることで急激な最小電圧値Ｖｍｉｎの変動を抑制し、ひいては補正後の残存容量の推定の初期バラつきを抑えることができる。なお、この場合、係数ｘ３は少なくとも０より大きく１より小さい固定値であればよいが、例えば設定部１１４による最小電圧値Ｖｍｉｎの補正の回数に応じて徐々に係数の値を上げていく変動値に設定してもよい。このようにすることで急激な最小電圧値Ｖｍｉｎの変動の抑制と残存容量の推定精度の向上の両立の効果が固定値の場合に比べてより高くなる。

また、例えば係数ｘ３が１に設定された場合、設定部１１４は、最小電圧値Ｖｍｉｎを推定した開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）に置き換える補正を行う。劣化率Ｄ２が上記Ｄ１よりさらに大きいときには、開回路電圧Ｖｍｉｎ（ＤＣＩＲ）の方が最小電圧値Ｖｍｉｎとして確からしい可能性が高いため、このような補正を行うことで残存容量の推定精度を高めることができる。例えば、第５演算部１１２が所定の閾値より大きい劣化率と判定した場合に係数ｘ３を、上記劣化率Ｄ１のときの係数ｘ３の値より大きい値に設定するようにしてもよい。

以上説明されたように、この実施形態では、第２演算部１０８により、鉛蓄電池２のＯ
ＣＶと、鉛蓄電池２の充放電容量とが、図４に示されるグラフ上にプロットされ、このプロットされたデータの近似直線Ｌ１と最大電圧値Ｖｍａｘとの交点Ｐ１及び近似直線Ｌ１と最小電圧値Ｖｍｉｎとの交点Ｐ２から、残存容量Ｃｔが算出されている。

ここで、プロットされたデータの近似直線Ｌ１の傾斜角度が、鉛蓄電池２の公称容量によって異なるものとなる。したがって、この実施形態によれば、鉛蓄電池２の公称容量に関係なく、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔを精度良く算出することができる。その結果、この実施形態によれば、鉛蓄電池２のＳＯＣ及び劣化率を精度良く算出することができる。

また、この実施形態では、満充電判定部１０７により鉛蓄電池２が満充電状態であると判定されると、鉛蓄電池２の満充電状態での充放電容量Ｃｆが取得され、最大電圧値Ｖｍａｘに代えて、満充電状態での充放電容量Ｃｆが近似直線Ｌ２の左端とされている。したがって、この実施形態によれば、充放電容量の基準値の精度を向上することができる。その結果、この実施形態によれば、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔを、より高い精度で算出することができる。

また、この実施形態では、第４演算部１１１により、鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、図２に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の暫定の残存容量Ｃｐが算出され、真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合には、暫定の残存容量Ｃｐを使用して、鉛蓄電池２のＳＯＣが、第３演算部１１０により算出される。したがって、この実施形態によれば、真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合でも、確実に、鉛蓄電池２のＳＯＣ及び劣化率を算出することができる。

また、この実施形態では、電池判定部１１３が鉛蓄電池２の種別を判定してこの判定結果に基づいて最小電圧値Ｖｍｉｎが設定されるため、エンジン３停止後に鉛蓄電池２が交換されて、残存容量Ｃｔの算出に用いられる最小電圧値Ｖｍｉｎにずれが生じていた場合でも、電池種別を考慮した最小電圧値Ｖｍｉｎに修正し、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔを修正することができる。したがって、この実施形態によれば、鉛蓄電池２の種別に関係なく、鉛蓄電池の残存容量Ｃｔをより高い精度で算出することができる。

また、この実施形態では、設定部１１４が鉛蓄電池２の劣化に応じて最小電圧値Ｖｍｉｎを補正するため、鉛蓄電池２の劣化によって開回路電圧特性が変化して、最小電圧値Ｖｍｉｎにずれが生じていた場合でも、ＤＣＩＲを活用して最小電圧値Ｖｍｉｎの確からしさを高めて、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔの推定精度を維持することができる。したがって、この実施形態によれば、鉛蓄電池２の種別に関係なく、鉛蓄電池の残存容量Ｃｔをより高い精度で算出することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態が説明される。

（１）上記実施形態では、車両１は、ＥＣＵ９とは別に、バッテリ制御部１０を備えている。代替的に、車両１は、バッテリ制御部１０を備えずに、ＥＣＵ９が、バッテリ制御部１０の各機能を実現するように構成してもよい。

（２）上記実施形態では、車両１は、エンジンを主たる動力源としており、鉛蓄電池２は、エンジンを始動するために使用されている。代替的に、車両１は、モータを動力源とする、例えば電動カート又はフォークリフトなどの電動車両であってもよい。この電動車両では、鉛蓄電池２は、モータの電源として使用される。この電動車両では、モータの始動時に流れる放電電流は、エンジンを主たる動力源とする車両のエンジン始動時に流れる放電電流より小さい。このため、所定値Ａ５は、例えばＡ５＝１０Ａなど、上記実施形態
より小さい、電動車両に適切な値に設定すればよい。

また、車両１が、モータを動力源とする電動車両である実施形態では、バッテリ制御部１０は、さらに、第２演算部１０８により算出される鉛蓄電池２の真正の残存容量Ｃｔの低下率を算出してもよい。また、バッテリ制御部１０は、適正に充電されている場合の鉛蓄電池２の残存容量の基準低下率を保持しておき、算出された残存容量Ｃｔの低下率が基準低下率より低い場合には、鉛蓄電池２のリフレッシュ充電を開始させるようにしてもよい。代替的に、バッテリ制御部１０は、第５演算部１１２により算出される劣化率が例えば５０％になると、鉛蓄電池２のリフレッシュ充電を開始させるようにしてもよい。

リフレッシュ充電は、鉛蓄電池２のサルフェーションを解消するためのものである。リフレッシュ充電は、例えば国際公開第２０１０／１３７３３４号または国際公開第２０１３／０７３１７５号に開示されている。リフレッシュ充電により、鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔが回復した場合には、バッテリ制御部１０は、サルフェーションが解消されたものと判断して、鉛蓄電池２の使用を継続すればよい。一方、リフレッシュ充電を行っても鉛蓄電池２の残存容量Ｃｔが回復しない場合には、バッテリ制御部１０は、鉛蓄電池２が異常である又は劣化が進んでいると判断して、鉛蓄電池２の交換を促すようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、第２演算部１０８は、予め設定された、鉛蓄電池２のＯＣＶの最小電圧値Ｖｍｉｎを初期値（上記実施形態では例えばＶｍｉｎ＝１１．８Ｖ）から変更せずに使用しているが、代替的に、初期値から変更して使用してもよい。第２演算部１０８は、例えば、プロットされたデータの近似直線Ｌ１（図４参照）の傾斜角度に応じた値に最小電圧値Ｖｍｉｎの初期値を変更して使用してもよい。

（４）上記実施形態において、バッテリ制御部１０は、さらに、プロットされたデータの近似直線Ｌ１（図４参照）の傾斜角度に基づき、鉛蓄電池２の種類を判定するようにしてもよい。

この実施形態では、鉛蓄電池の異なる種類（例えば極板の枚数またはセパレータの材質など）毎に、鉛蓄電池の劣化率曲線Ｄ１〜Ｄ４（図３参照）の組合せを、記憶部１０１に保存しておいてもよい。そして、バッテリ制御部１０は、鉛蓄電池２の種類に対応する劣化率曲線を用いて、鉛蓄電池２の劣化率を判定するようにしてもよい。この実施形態によれば、鉛蓄電池２の種類に関係なく、鉛蓄電池２の劣化率の判定精度を向上することができる。

また、この実施形態では、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の種類に基づき、満充電判定の閾値を変更してもよい。すなわち、上記実施形態では、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の充電中において、電圧検出部１０２の検出電圧が所定値Ｖ３（例えばＶ３＝１４．５Ｖ）以上かつ電流検出部１０３の検出電流が所定値Ａ４（例えばＡ４＝０．８Ａ）以下の状態が、所定時間Ｔ３（例えばＴ３＝６０秒）継続すると、鉛蓄電池２が満充電状態であると判定している。これに対して、この実施形態では、満充電判定部１０７は、鉛蓄電池２の種類に基づき、所定値Ｖ３，Ａ４、所定時間Ｔ３を変更してもよい。この実施形態によれば、鉛蓄電池２の種類に関係なく、満充電状態の判定精度を向上することができる。

（５）上記実施形態では、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２のＤＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている図２に示される関係とに基づき、鉛蓄電池２の残存容量を暫定の残存容量Ｃｐとして算出しているが、本発明は、これに限られない。代替的に、第４演算部１１１は、鉛蓄電池２の交流内部抵抗（ＡＣＩＲ）を用いて、鉛蓄電池２の暫定の残存容量Ｃｐを算出してもよい。

この実施形態では、記憶部１０１は、図２に示される鉛蓄電池２のＤＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係に代えて、鉛蓄電池２のＡＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係を保存しておけばよい。また、第２取得部１０９は、鉛蓄電池２のＤＣＩＲに代えて、鉛蓄電池２のＡＣＩＲを取得すればよい。そして、第４演算部１１１は、第２取得部１０９により取得された鉛蓄電池２のＡＣＩＲと、記憶部１０１に保存されている鉛蓄電池２のＡＣＩＲと残存容量Ｃｐとの関係とに基づき、鉛蓄電池２の残存容量を暫定の残存容量Ｃｐとして算出すればよい。この実施形態でも、上記実施形態と同様に、真正の残存容量Ｃｔが算出されていない場合でも、確実に、鉛蓄電池２のＳＯＣ及び劣化率を算出することができる。

本発明に係る鉛蓄電池の状態判定装置、車両は、鉛蓄電池の公称容量に関係なく、鉛蓄電池の残存容量を好適に算出することができる装置、車両として有用である。

１ 車両
２ 鉛蓄電池
３ エンジン
１０ バッテリ制御部
１０１ 記憶部
１０２ 電圧検出部
１０３ 電流検出部
１０５ 第１演算部
１０６ 第１取得部
１０７ 満充電判定部
１０８ 第２演算部
１０９ 第２取得部
１１０ 第３演算部
１１１ 第４演算部
１１２ 第５演算部
１１３ 電池判定部
１１４ 設定部
Ｃｆ 満充電状態での充放電容量
Ｃｐ 暫定の残存容量
Ｃｔ 真正の残存容量
Ｌ１，Ｌ２ 近似直線
Ｐ１，Ｐ２ 交点
Ｖｍａｘ 最大電圧値
Ｖｍｉｎ 最小電圧値
Ｖｍｉｎ１ 第１の最小電圧値
Ｖｍｉｎ２ 第２の最小電圧値
Ｖｍｉｎ３ 第３の最小電圧値
ΔＡｈｍａｘ 第１の閾値
ΔＡｈｍｉｎ 第２の閾値

Claims (10)

1. 鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧検出部と、
   前記鉛蓄電池に流れる充電電流及び放電電流を検出する電流検出部と、
   前記電圧検出部により検出された前記端子電圧から、前記鉛蓄電池の開回路電圧を取得するように構成された第１取得部と、
   前記電流検出部により検出された充電電流及び放電電流を用いて、前記鉛蓄電池の充放電容量を算出するように構成された第１演算部と、
   前記鉛蓄電池の開回路電圧の予め設定された最大電圧値及び最小電圧値を保存する第１記憶部と、
   前記第１取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第１取得部による前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第２演算部と、
   前記鉛蓄電池における直流内部抵抗と残存容量との関係が保存された第２記憶部と、
   前記電流検出部により検出された放電電流が所定値以上のときに、当該放電中に前記電圧検出部により検出された前記端子電圧及び前記電流検出部により検出された放電電流に基づき、前記鉛蓄電池の直流内部抵抗を取得するように構成された第２取得部と、
   前記鉛蓄電池の充電状態を算出するように構成された第３演算部と、
   前記第２取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第２記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を算出するように構成された第４演算部と、
   前記第２演算部が算出した残存容量と、前記第４演算部が算出した残存容量とに基づいて、前記鉛蓄電池の種別を判定する電池判定部と、
   前記電池判定部の判定結果に基づいて前記第１記憶部に記憶された前記最小電圧値を前記鉛蓄電池の種別に応じた最小電圧値に設定する設定部と、
   を備えることを特徴とする鉛蓄電池の状態判定装置。
2. 前記電池判定部は、前記第２演算部が算出した残存容量と、前記第４演算部が算出した残存容量とに応じて、少なくとも通常品、高出力品、高容量品を含む前記鉛蓄電池の種別のうち１つの種別を判定することを特徴とする請求項１に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
3. 前記電池判定部は、前記第２演算部が算出した残存容量と、前記第４演算部が算出した残存容量との差分が、上限である第１の閾値と下限である第２の閾値の範囲内である場合に前記鉛蓄電池を通常品と判定し、前記第１の閾値より大きい場合に前記鉛蓄電池を高出力品と判定し、前記第２の閾値より小さい場合に前記鉛蓄電池を高容量品と判定することを特徴とする請求項２に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
4. 前記電池判定部が前記鉛蓄電池をそれぞれ通常品、高出力品、高容量品と判定した場合、前記設定部は、前記第１記憶部に記憶された前記最小電圧値をそれぞれ所定の第１〜第３の最小電圧値に設定し、
   前記第１の最小電圧値は、前記第２の最小電圧値より大きく、前記第３の最小電圧値より小さい値に予め設定されていることを特徴とする請求項３に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
5. 前記鉛蓄電池の劣化を判定する第５演算部をさらに備え、
   前記第５演算部が前記鉛蓄電池の劣化を判定した場合、前記第４演算部は、前記第２取得部により取得された前記鉛蓄電池の直流内部抵抗と前記第２記憶部に保存されている前記関係とから、前記鉛蓄電池の残存容量を算出し、
   前記設定部は、この算出された前記鉛蓄電池の残存容量を前記最小電圧値の補正に用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
6. 前記第２演算部は、前記第１取得部により取得された複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧と、前記第１取得部による前記複数の前記鉛蓄電池の開回路電圧のそれぞれの取得時における前記鉛蓄電池の充放電容量と、前記最大電圧値及び前記最小電圧値とを用いて、前記鉛蓄電池の開回路電圧と前記鉛蓄電池の残存容量との対応関係を表す近似式を算出し、この近似式を用いて、前記第４演算部が算出した前記鉛蓄電池の残存容量に対応する前記鉛蓄電池の開回路電圧を算出し、
   前記設定部は、前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧を前記最小電圧値の補正に用いることを特徴とする請求項５に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
7. 前記設定部は、前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧を前記最小電圧値に設定することを特徴とする請求項６に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
8. 前記設定部は、設定された前記最小電圧値と前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧との差分の大きさに基づいて前記最小電圧値の補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
9. 前記設定部は、設定された前記最小電圧値と前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧との差分が所定の閾値より大きい場合、前記最小電圧値を、前記最小電圧値と前記第２演算部が算出した前記鉛蓄電池の開回路電圧との中間の値に補正することを特徴とする請求項８に記載の鉛蓄電池の状態判定装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の鉛蓄電池の状態判定装置と、
    前記鉛蓄電池と、
    動力源としてのエンジンと、
    を備え、
    前記鉛蓄電池は、前記エンジンを始動するための電源として使用されることを特徴とする車両。