JP2016145779A - バッテリ異常表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの異常表示が劣化によるものなのか故障によるものなのかをユーザに知らせることができる、バッテリ異常表示装置の提供。【解決手段】バッテリの状態を測定する測定部と、前記測定部から得られる前記バッテリの状態に基づいて、前記バッテリの異常を判定する制御部と、前記バッテリが異常であると前記制御部により判定される場合、前記バッテリの異常表示を行う表示部とを備え、前記表示部は、前記バッテリの使用量が所定量未満であると前記制御部により判定されるとき、前記バッテリの故障を知らせる第１の異常表示を行い、前記使用量が前記所定量以上であると前記制御部により判定されるとき、前記バッテリの劣化を知らせる第２の異常表示を行う、バッテリ異常表示装置。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ異常表示装置に関する。

バッテリの内部抵抗に基づいて、バッテリの異常を判断して表示する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開昭６０−１４０１６３号公報

しかしながら、従来技術では、バッテリの使用量の増加によるバッテリの劣化（例えば、経年劣化）であっても、バッテリの極柱の破損等によるバッテリの故障であっても、同じ異常表示が行われる。そのため、バッテリの異常表示がバッテリの劣化によるものなのか故障によるものなのかがユーザにはわからない。

そこで、バッテリの異常表示が劣化によるものなのか故障によるものなのかをユーザに知らせることができる、バッテリ異常表示装置の提供を目的とする。

一つの案では、
バッテリの状態を測定する測定部と、前記測定部から得られる前記バッテリの状態に基づいて、前記バッテリの異常を判定する制御部と、
前記バッテリが異常であると前記制御部により判定される場合、前記バッテリの異常表示を行う表示部とを備え、
前記表示部は、前記バッテリの使用量が所定量未満であると前記制御部により判定されるとき、前記バッテリの故障を知らせる第１の異常表示を行い、前記使用量が前記所定量以上であると前記制御部により判定されるとき、前記バッテリの劣化を知らせる第２の異常表示を行う、バッテリ異常表示装置が提供される。

バッテリの使用量が比較的低い状況でバッテリが異常と判定されるときは、バッテリの異常を、バッテリの使用量の増加による劣化ではなく、故障とみなすことができる。逆に、バッテリの使用量が比較的高い状況でバッテリが異常と判定されるときは、バッテリの異常を、バッテリの故障ではなく、バッテリの使用量の増加による劣化とみなすことができる。

したがって、一態様によれば、バッテリの劣化による場合とバッテリの故障による場合とでバッテリの異常表示がバッテリの使用量に応じて変更されるので、バッテリの異常表示が劣化によるものなのか故障によるものなのかをユーザに知らせることができる。

バッテリ異常表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 バッテリ異常表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。 バッテリ異常表示装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。 バッテリ異常表示装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。 内部抵抗の時間的変化の一例を示す図である。 バッテリ電圧の推定値と充電量との関係の一例を示す図である。 バッテリ電圧と充電率との関係の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、一実施形態であるバッテリ異常表示装置１０１の構成の一例を示すブロック図である。バッテリ異常表示装置１０１は、例えば、自動車等の車両に搭載される装置であり、車両に搭載されるバッテリ１０の異常を表示する機能を有する。バッテリ異常表示装置１０１は、例えば、バッテリ１０と、測定部２０と、制御部３０と、表示部４０とを備える。

バッテリ１０は、車両に備えられた負荷（例えば、測定部２０、制御部３０及び表示部４０など）に電力を供給可能な二次電池の一例である。バッテリ１０は、例えば、オルタネータ１１等の発電手段による発電によって充電される。オルタネータ１１は、例えば、車両の動力源であるエンジン１２の回転と同期することにより発電する発電機である。バッテリ１０は、エンジン１２を始動させる電力を供給する供給源である。バッテリ１０の具体例として、鉛バッテリが挙げられる。

エンジン制御部１３は、エンジン１２を始動させるエンジン制御手段の一例である。エンジン制御部１３の具体例として、イグニッションスイッチ１４のオンによりエンジン１２を始動させるエンジンＥＣＵ、エンジン１２のアイドリングストップを制御するアイドリングストップＥＣＵなどが挙げられる。

測定部２０は、バッテリ１０の状態（バッテリ状態）を測定するバッテリ状態測定手段の一例である。測定部２０は、例えば、電流測定部２１と、温度測定部２２と、電圧測定部２３とを有する。バッテリ状態の具体例として、バッテリ電流、バッテリ温度、バッテリ電圧などが挙げられる。エンジン制御部１３が、測定部２０に含まれてもよい。

電流測定部２１は、バッテリ１０を流れる電流（バッテリ電流）を測定する電流測定手段の一例である。電流測定部２１は、例えば、バッテリ１０に流れる充電電流又は放電電流を測定する電流センサである。

温度測定部２２は、バッテリ１０自体又はバッテリ１０の周囲の温度（バッテリ温度）を測定する温度測定手段の一例である。温度測定部２２は、例えば、バッテリ温度を測定する温度センサである。

電圧測定部２３は、バッテリ１０の電圧（バッテリ電圧）を測定する電圧測定手段の一例である。電圧測定部２３は、例えば、バッテリ電圧を測定する電圧センサである。

制御部３０は、測定部２０から得られるバッテリ状態に基づいて、バッテリ１０の異常を判定する制御部の一例である。制御部３０は、例えば、検知部３１と、異常判定部３６とを有する電子制御装置（いわゆる、ＥＣＵ（Electronic Control Unit））である。検知部３１及び異常判定部３６の各機能は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータによって実現される。

検知部３１は、バッテリ電流、バッテリ温度及びバッテリ電圧以外のバッテリ状態を検知するバッテリ状態検知手段の一例である。バッテリ電流、バッテリ温度及びバッテリ電圧以外のバッテリ状態とは、例えば、バッテリ１０の使用量、充電率、内部抵抗、劣化度などが挙げられる（詳細は後述）。

検知部３１は、例えば、使用量計測部３２と、充電率算出部３３と、内部抵抗算出部３４と、劣化判定部３５とを有する。

使用量計測部３２は、測定部２０とエンジン制御部１３の少なくとも一方から得られるバッテリ状態に基づいて、バッテリ１０の使用量を計測する計測手段の一例である。使用量計測部３２は、バッテリ１０が交換された場合、バッテリ１０の使用量をリセットし、交換後のバッテリ１０の使用量を計測し始める。

バッテリ１０の使用量の具体例として、バッテリ１０の充放電量の積算値、バッテリ１０から供給される電力により始動するエンジン１２の始動回数、バッテリ１０の使用時間などが挙げられる。

使用量計測部３２は、例えば、電流測定部２１から得られるバッテリ電流の電流値を車両完成時（例えば、バッテリ１０の搭載開始時）から積算することによって、バッテリ１０の充放電量の積算値を計測する。バッテリ１０の充放電量の積算値は、バッテリ１０の充電電流の電流値の絶対値とバッテリ１０の放電電流の電流値の絶対値とを積算した値である。

使用量計測部３２は、例えば、エンジン制御部１３からエンジン１２の始動情報を取得することによって、エンジン１２の始動回数を計測してもよい。使用量計測部３２は、例えば、バッテリ１０の車両搭載時などの車両完成時からの経過時間をタイマーによりカウントすることによって、バッテリ１０の使用時間を計測してもよい。

充電率算出部３３は、測定部２０から得られるバッテリ状態の測定結果に基づいて、バッテリ１０の充電率を算出する充電率算出手段の一例である。充電率算出部３３は、例えば、バッテリ１０の充電率を表すＳＯＣ（State of Charge）を算出する。ＳＯＣは、例えば、『（バッテリ１０の残容量［Ａ・ｓ］）÷（バッテリ１０の満充電容量［Ａ・ｓ］）×１００［％］』で定義される値である。

充電率算出部３３は、例えば、オルタネータ１１が作動していない状態で電圧測定部２３により測定されるバッテリ電圧に基づいて充電率を算出し、算出した充電率をバッテリ温度とバッテリ電流の少なくとも一方により補正して、正確な充電率を算出する。なお、充電率算出部３３によるバッテリ１０の充電率の算出方法は、任意でよい。

内部抵抗算出部３４は、測定部２０から得られるバッテリ状態の測定結果に基づいて、バッテリ１０の内部抵抗値を算出する内部抵抗算出手段の一例である。内部抵抗算出部３４は、例えば、電圧測定部２３により測定されるバッテリ電圧を電流測定部２１により測定されるバッテリ電流で除算することによって、バッテリ１０の内部抵抗値を算出する。内部抵抗算出部３４は、算出した内部抵抗値をバッテリ１０の充電率とバッテリ温度の少なくとも一方により補正して、正確な内部抵抗値を算出してもよい。なお、内部抵抗算出部３４による内部抵抗値の算出方法は、任意でよい。

劣化判定部３５は、バッテリ１０の劣化度を判定する劣化判定手段の一例である。劣化判定部３５により算出される劣化度が高いほど、バッテリ１０の劣化が進行していることを表す。劣化判定部３５により算出される劣化度の算出方法は、任意でよいが、その一例については後述する。

異常判定部３６は、測定部２０と検知部３１の少なくとも一方から得られるバッテリ状態に基づいて、バッテリ１０が異常であるか否かを判定する異常判定手段の一例である。異常判定部３６は、測定部２０と検知部３１の少なくとも一方から得られるバッテリ状態が所定の異常判定条件を満たす場合、バッテリ１０が異常であると判定する。

異常判定部３６は、例えば、エンジン１２の始動時のバッテリ電圧の極小値が所定の始動性能判定閾値Ｖｔｈ以下に低下したことが電圧測定部２３により測定される場合、バッテリ１０が異常であると判定する。始動性能判定閾値Ｖｔｈは、バッテリ１０がエンジン１２を始動させる能力（バッテリ１０の始動性能）の低下を判定するための閾値であり、バッテリ１０の異常を判定するための異常判定条件の一例である。

内部抵抗値の変化量の具体例として、変化前の内部抵抗値と変化後の内部抵抗値との差、変化前後での内部抵抗値の変化率（上昇率又は減少率）などが挙げられる。

表示部４０は、バッテリ１０が異常であると制御部３０の異常判定部３６により判定される場合、バッテリ１０の異常表示を行う表示部の一例である。表示部４０の具体例として、車両の乗員等のユーザが視認可能な表示態様で、バッテリ１０の異常を知らせる異常情報を表示するディスプレイやランプなどが挙げられる。

図２は、バッテリ異常表示装置１０１の第１の動作例を示すフローチャートであり、バッテリ異常表示装置１０１の制御部３０により実行されるバッテリ異常表示方法の一例を示すものである。

ステップＳ１０において、異常判定部３６は、測定部２０と検知部３１の少なくとも一方から得られるバッテリ状態に基づいて、バッテリ１０が異常であるか否かを判定する。表示部４０は、バッテリ１０が異常であるとステップＳ１０で異常判定部３６により判定されない場合、バッテリ１０の異常表示を行わない。一方、異常判定部３６は、バッテリ１０が異常であるとステップＳ１０で判定される場合、使用量計測部３２により計測されるバッテリ１０の使用量を取得する。

ステップＳ２０において、異常判定部３６は、バッテリ１０が異常であると判定される場合のバッテリ１０の使用量が所定量よりも低いか否かを判定する。バッテリ１０が異常と判定される場合にバッテリ１０の使用量が所定量よりも低ければ、バッテリ１０の異常を、バッテリ１０の寿命による劣化ではなく、バッテリ１０の寿命以外の要因による故障とみなすことができる。逆に、バッテリ１０が異常と判定される場合にバッテリ１０の使用量が所定量よりも高ければ、バッテリ１０の異常を、バッテリ１０の寿命以外の要因による故障ではなく、バッテリ１０の寿命による劣化とみなすことができる。

したがって、表示部４０は、例えば、バッテリ１０の使用量が所定量未満であるとステップＳ２０で異常判定部３６により判定されるとき、バッテリ１０の故障を知らせる第１の異常表示をステップＳ３０で行う。一方、表示部４０は、例えば、バッテリ１０の使用量が所定量以上であるとステップＳ２０で異常判定部３６により判定されるとき、バッテリ１０の劣化を知らせる第２の異常表示をステップＳ５０で行う。

よって、バッテリ１０の劣化による場合とバッテリ１０の故障による場合とでバッテリ１０の異常表示がバッテリ１０の使用量に応じて変更されるので、バッテリ１０の異常表示が劣化によるものなのか故障によるものなのかをユーザに知らせることができる。その結果、例えば、バッテリ１０の異常が、実際には寿命による劣化であるにもかかわらず、寿命以外の要因による故障であると、ユーザに誤解されることを防止することができる。逆に、バッテリ１０の異常が、実際には寿命以外の要因による故障であるにもかかわらず、寿命による劣化であると、ユーザに誤解されることを防止することができる。

図３は、バッテリ異常表示装置１０１の第２の動作例を示すフローチャートであり、バッテリ異常表示装置１０１の制御部３０により実行されるバッテリ異常表示方法の一例を示すものである。図２と同様の点については、省略する。

異常判定部３６は、バッテリ１０の使用量が所定量以上であるとステップＳ２０で判定されるとき、劣化判定部３５により算出される劣化度を取得する。ステップＳ４０において、異常判定部３６は、バッテリ１０が異常であり且つバッテリ１０の使用量が所定量以上であると判定される場合のバッテリ１０の劣化度が、基準値よりも高いか否かを判定する。

異常判定部３６は、バッテリ１０の劣化度が基準値よりも高いか否かを判定するため、例えば、バッテリ１０が所定値以上の充電率にオルタネータ１１によって充電されるように、オルタネータ１１を動作させる。所定値以上の充電率とは、例えば、満充電を表す充電率であり、満充電を表す充電率とは、例えば、１００％又は１００％よりも僅かに小さな値である。

異常判定部３６は、例えば、充電率算出部３３により算出される充電率に基づいて、バッテリ１０が所定値以上の充電率に充電されているか否かを判定する。異常判定部３６は、例えば、バッテリ１０への充電電流の垂下特性に基づいて（具体的には、所定電流値以下の充電電流が所定時間以上継続しているか否かによって）、バッテリ１０の充電率が満充電を表す充電率であるか否かを判定できる。

オルタネータ１１の動作中、電圧測定部２３は、バッテリ電圧を正確に検出できない。そこで、異常判定部３６は、バッテリ１０が所定値以上の充電率に充電されるようにオルタネータ１１を動作させ、バッテリ１０が所定値以上の充電率に充電された時のバッテリ電圧の電圧値（推定電圧値Ｖｅ）を所定の演算式又はマップに従って推定する。例えば、異常判定部３６は、バッテリ１０が異常と判定された時からバッテリ１０が所定値以上の充電率に充電された時までのバッテリ１０の充電電流の積算値から算出される充電量に基づいて、推定電圧値Ｖｅを所定の演算式又はマップに従って推定する。そして、異常判定部３６は、推定電圧値Ｖｅが所定の基準電圧値未満か否かを判定する。

異常判定部３６は、推定電圧値Ｖｅが所定の基準電圧値未満であるとき、バッテリ１０が異常と判定されない電圧値（例えば、始動性能判定閾値Ｖｔｈを超える電圧値）までバッテリ電圧が回復していないと推定できるので、バッテリ１０の劣化度が基準値よりも高いと判定する。

一方、異常判定部３６は、推定電圧値Ｖｅが所定の基準電圧値以上であるとき、バッテリ１０が異常と判定されない電圧値までバッテリ電圧が回復していると推定できるので、バッテリ１０の劣化度が基準値よりも低いと判定する。

したがって、バッテリ１０が異常であり且つバッテリ１０の使用量が所定量以上であると判定される場合のバッテリ１０の劣化度が基準値よりも高ければ、バッテリ１０の劣化をユーザに知らせることが必要な程度にバッテリ１０の劣化が進んでいるとみなすことができる。逆に、バッテリ１０が異常であると判定される場合のバッテリ１０の劣化度が基準値よりも低ければ、バッテリ１０の劣化をユーザに知らせるほどバッテリ１０の劣化があまり進んでいないとみなすことができる。

よって、表示部４０は、例えば、バッテリ１０の使用量が所定量以上であり且つバッテリ１０の劣化度が基準値よりも高いと異常判定部３６によりステップＳ２０，Ｓ４０で判定されるとき、バッテリ１０の劣化を知らせる第２の異常表示をステップＳ５０で行う。一方、表示部４０は、例えば、バッテリ１０の劣化度が基準値以下であるとステップＳ４０で異常判定部３６により判定されるとき、バッテリ１０の異常表示を行わない。よって、例えば、バッテリ１０の劣化がある程度進んでいることをユーザに明示することができるとともに、バッテリ１０の劣化があまり進んでいないにもかかわらず、バッテリ１０の劣化を知らせる異常表示が行われることを防止することができる。

図４は、バッテリ異常表示装置１０１の第３の動作例を示すフローチャートであり、バッテリ異常表示装置１０１の制御部３０により実行されるバッテリ異常表示方法の一例を示すものである。図２，３と同様の点については、省略する。

ステップＳ１１，Ｓ１２において、異常判定部３６は、測定部２０と検知部３１の少なくとも一方から得られるバッテリ状態に基づいて、バッテリ１０が異常であるか否かを判定する。

ステップＳ１１において、異常判定部３６は、イグニッションスイッチ１４がオフからオンに切り替わりエンジン１２がバッテリ１０からの電力により始動することが検知された場合、測定部２０と検知部３１の少なくとも一方から、バッテリ状態を含む車両データを取得する。

ステップＳ１２において、異常判定部３６は、バッテリ１０がエンジン１２を始動させる能力（バッテリ１０の始動性能）が低下しているか否かを判定する。これより、異常判定部３６は、バッテリ１０の始動性能の低下によるエンジン１２の始動不良が発生しかけているか否かを判定でき、バッテリ１０が異常であるか否かを判定できる。異常判定部３６は、例えば、バッテリ１０の始動性能が低下していると判定される場合、エンジン１２の始動不良が発生しかけていると判定し、バッテリ１０が異常であると判定する。

異常判定部３６は、例えば、エンジン１２の始動時のバッテリ電圧の極小値が所定の始動性能判定閾値Ｖｔｈ以下に低下したことが電圧測定部２３により測定される場合、バッテリ１０の始動性能が低下していると判定し、バッテリ１０が異常であると判定する。始動性能判定閾値Ｖｔｈは、バッテリ１０の始動性能の低下を判定するための閾値であり、バッテリ１０の異常を判定するための異常判定条件の一例である。

異常判定部３６は、例えば、バッテリ１０の始動性能の低下によりエンジン１２のアイドリングストップがエンジン制御部１３により禁止される場合、バッテリ１０の始動性能が低下していると判定し、バッテリ１０が異常であると判定してもよい。これにより、エンジン１２のアイドリングストップがエンジン制御部１３の判断により自動的に禁止されても、後述のステップＳ３０又はステップＳ５０でのバッテリ１０の異常表示により、その禁止理由が、バッテリ１０の故障によるものなのか劣化によるものなのかをユーザは認知ことができる。

なお、異常判定部３６によるバッテリ１０の始動性能の低下の判定方法は、任意でよい。例えば、異常判定部３６は、温度測定部２２により測定されるバッテリ温度と内部抵抗算出部３４により算出される内部抵抗値と充電率算出部３３により算出される充電率との少なくとも一つに基づいて、バッテリ１０の始動性能の低下を判定してもよい。

表示部４０は、バッテリ１０の始動性能が低下しているとステップＳ１２で異常判定部３６により判定されない場合、バッテリ１０の異常表示を行わない。一方、異常判定部３６は、バッテリ１０の始動性能が低下しバッテリ１０が異常であるとステップＳ１２で異常判定部３６により判定される場合、ステップＳ１３，Ｓ２１，Ｓ２２においてバッテリ１０の異常が故障であるか否かを判定する。

ステップＳ１３において、異常判定部３６は、内部抵抗算出部３４により算出される内部抵抗値Ｒｉの変化量が所定閾値Ｒｔｈを超えるか否かを判定する。

図５は、バッテリ１０の内部抵抗値Ｒｉの時間的変化の一例を示す図である。図５の横軸における「時間」は、「バッテリ１０の使用量」に置き換え可能である。

バッテリ１０の異常が故障であるか否かは、内部抵抗値Ｒｉの変化量に基づいて判定可能である。バッテリ１０の始動性能がバッテリ１０の劣化により低下する場合、内部抵抗値Ｒｉは、急激に変動することはない。これに対し、バッテリ１０の始動性能がバッテリ１０の故障（例えば、バッテリ１０の極柱の破損）により低下する場合、内部抵抗値Ｒｉは、急激に変動する。一方、バッテリ１０の使用量（例えば、バッテリ１０の充放電量の積算値、バッテリ１０の電力により始動されるエンジン１２の始動回数など）が比較的多くなると、バッテリ１０の劣化が急激に進行することにより、バッテリ１０が故障していないにもかかわらず、内部抵抗値Ｒｉが大きく変動する可能性がある。

したがって、異常判定部３６は、内部抵抗値Ｒｉの変化量が所定閾値Ｒｔｈよりも大きく且つバッテリ１０の使用量が所定量未満であることが判定される場合、バッテリ１０の異常を故障と判定する。つまり、異常判定部３６は、バッテリ１０があまり使われていないにもかかわらず、内部抵抗値Ｒｉの変化量が比較的大きければ、バッテリ１０の異常を故障と判定する。一方、異常判定部３６は、内部抵抗値Ｒｉの変化量が所定閾値Ｒｔｈよりも大きいと判定されても、バッテリ１０の使用量が所定量以上であることが判定される場合、バッテリ１０の異常は故障ではないと判定する。

図４のステップＳ１３には、内部抵抗値Ｒｉの変化量の一例として、内部抵抗値Ｒｉの今回値から内部抵抗値Ｒｉの前回値を引いた差ΔＲｉが示されている。ステップＳ１３において、異常判定部３６は、例えば、内部抵抗値Ｒｉの今回値と内部抵抗値Ｒｉの前回値とを比較し、差ΔＲｉが所定閾値Ｒｔｈを超えるか否かを判定する。

内部抵抗値Ｒｉの今回値とは、内部抵抗算出部３４により今回算出された内部抵抗値を表し、今回算出された内部抵抗値と今回よりも前の回に算出された内部抵抗値とを用いて統計的に算出された値（例えば、平均値）でもよい。同様に、内部抵抗値Ｒｉの前回値とは、内部抵抗算出部３４により前回算出された内部抵抗値を表し、前回算出された内部抵抗値と前回よりも前の回に算出された内部抵抗値とを用いて統計的に算出された値（例えば、平均値）でもよい。

内部抵抗値Ｒｉの今回値と内部抵抗値Ｒｉの前回値は、それぞれ、特定の充電率とバッテリ温度の少なくとも一方で正規化されることにより、バッテリ１０の故障判定の精度が向上する。

内部抵抗値Ｒｉの今回値と内部抵抗値Ｒｉの前回値は、それぞれ、例えば、今回のトリップでの内部抵抗値Ｒｉと前回のトリップでの内部抵抗値Ｒｉである。トリップとは、イグニッションスイッチ１４がオフからオンに切り替わってからオンからオフに切り替わるまでの期間である。内部抵抗値Ｒｉの今回値と内部抵抗値Ｒｉの前回値は、それぞれ、例えば、エンジン１２の今回の始動時の内部抵抗値Ｒｉとエンジン１２の前回の始動時の内部抵抗値Ｒｉでもよい。

異常判定部３６は、バッテリ１０が異常と判定される場合の差ΔＲが所定閾値Ｒｔｈ以下であるとステップＳ１３で判定される場合、バッテリ１０の充電不足によりバッテリ１０が異常と判定されたと判断して、バッテリ１０の異常は故障ではないと判定する。異常判定部３６は、バッテリ１０が異常と判定される場合の差ΔＲが所定閾値Ｒｔｈ以下であるとステップＳ１３で判定される場合、ステップＳ４１−Ｓ４４においてバッテリ１０の劣化度を判定する。

一方、異常判定部３６は、バッテリ１０が異常と判定される場合の差ΔＲが所定閾値Ｒｔｈよりも大きいとステップＳ１３で判定される場合、ステップＳ２１，Ｓ２２においてバッテリ１０の使用量が所定量未満であるか否かを判定する。ステップＳ２１とステップＳ２２の順番は、置換されてもよい。

ステップＳ２１において、異常判定部３６は、バッテリ１０の充放電量の積算値が所定電流量Ｉｔｈ未満であるか否かを判定する。ステップＳ２２において、異常判定部３６は、エンジン１２の始動回数が所定回数Ｅｔｈ未満であるか否かを判定する。異常判定部３６は、バッテリ１０の充放電量の積算値が所定電流量Ｉｔｈ未満であり、且つ、エンジン１２の始動回数が所定回数Ｅｔｈ未満であることが判定される場合、バッテリ１０の使用量が所定量未満であると判定する。

表示部４０は、バッテリ１０の内部抵抗値Ｒｉの変化量が所定閾値Ｒｔｈよりも大きく且つバッテリ１０の使用量が所定量未満であると異常判定部３６により判定されるとき、バッテリ１０の故障を知らせる第１の異常表示をステップＳ３０で行う。

一方、異常判定部３６は、バッテリ１０の充放電量の積算値が所定電流量Ｉｔｈ以上であることが判定される場合、又は、エンジン１２の始動回数が所定回数Ｅｔｈ以上であることが判定される場合、バッテリ１０の使用量が所定量以上であると判定する。異常判定部３６は、差ΔＲが所定閾値Ｒｔｈに比べて大きくても、バッテリ１０の使用量が所定量以上であると判定される場合、バッテリ１０の異常は故障ではないと判定し、ステップＳ４１−Ｓ４４においてバッテリ１０の劣化度を判定する。

ステップＳ４１−Ｓ４４において、異常判定部３６は、バッテリ１０の始動性能の低下を回復できない程度にバッテリ１０が劣化しているか否かを判定する。

ステップＳ４１，Ｓ４２において、異常判定部３６は、バッテリ１０の放電が禁止されバッテリ１０が所定値以上の充電率に充電される充電制御が実行されるように、オルタネータ１１を動作させる。この充電制御が実行される際、異常判定部３６は、例えば、エンジン１２のアイドリングストップを禁止し、オルタネータ１１によってバッテリ１０に印加される充電電圧を上昇させる。

バッテリ１０が所定値以上の充電率に充電される充電制御が完了すると、異常判定部３６は、ステップＳ４３において、バッテリ１０が所定値以上の充電率に充電された時のバッテリ電圧の電圧値（推定電圧値Ｖｅ）を所定の演算式又はマップに従って導出する。

図６は、充電量と推定電圧値Ｖｅとの関係の一例を示す図である。Ｖｏは、バッテリ１０の始動性能が低下していると図４のステップＳ１２で判定された時のバッテリ電圧である。Ｖｏは、エンジン１２の始動時のバッテリ電圧の極小値で表される。Ｖｔｈは、バッテリ１０の始動性能の低下を判定するための始動性能判定閾値である。横軸は、バッテリ１０の始動性能が低下していると図４のステップＳ１２で判定された時から、バッテリ１０が所定値以上の充電率に充電された時までのバッテリ１０の充電電流の積算値から算出される充電量Ｘを表す。

異常判定部３６は、例えば、一次演算式『Ｖｅ＝Ａ×Ｂ＋Ｖｏ』に従って、推定電圧値Ｖｅを算出する。一次演算式『Ｖｅ＝Ａ×Ｂ＋Ｖｏ』は、図６に示される直線式Ｙと等価である。

一次演算式『Ｖｅ＝Ａ×Ｂ＋Ｖｏ』において、Ｂは、『充電量Ｘ÷（バッテリ１０の満充電容量）を表す。Ａは、一定値（例えば、１）である。Ａが１と定義できるのは、図７に示されるように、充電率が１％上昇するとバッテリ電圧は０．０１Ｖ上昇すると近似できるからである。

図４のステップＳ４４において、異常判定部３６は、推定電圧値Ｖｅが始動性能判定閾値Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する。異常判定部３６は、推定電圧値Ｖｅが始動性能判定閾値Ｖｔｈ未満であると判定されるとき（図６において、Ｘ＝Ｘａのとき）、バッテリ１０の異常は、バッテリ１０の始動性能を回復できない程度の劣化と判定する。一方、異常判定部３６は、推定電圧値Ｖｅが始動性能判定閾値Ｖｔｈ以上であると判定されるとき（図６において、Ｘ＝Ｘｂのとき）、バッテリ１０の始動性能は、ステップＳ４１の充電制御により回復していると判定する。

推定電圧値Ｖｅが始動性能判定閾値Ｖｔｈ未満であると異常判定部３６によりステップＳ４４で判定されるとき、ステップＳ５０において、表示部４０は、バッテリ１０の劣化を知らせる第２の異常表示を行う。一方、推定電圧値Ｖｅが始動性能判定閾値Ｖｔｈ以上であると異常判定部３６によりステップＳ４４で判定されるとき、表示部４０は、バッテリ１０の劣化を知らせる第２の異常表示を行わない。

以上、バッテリ異常表示装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、バッテリ１０の異常の有無は、内部抵抗値の変化量に基づいて判定されることに限られず、バッテリ電圧又はバッテリ電流に基づいて判定されてもよい。また、バッテリ１０の異常の有無は、内部抵抗値の変化量に、バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、充電率などのパラメータを組み合わせて判定されてもよい。

また、エンジン１２の始動時のバッテリ電圧は、内部抵抗値とも相関関係があり、内部抵抗値が大きいほど、エンジン１２の始動時のバッテリ電圧は低下する。したがって、推定電圧値Ｖｅは、内部抵抗値Ｒｉに基づいて判定されてもよいし、内部抵抗値Ｒｉと充電量Ｘの両方に基づいて判定されてもよい。また、推定電圧値Ｖｅは、バッテリ温度に応じて補正マップ等により補正されてもよい。

１０ バッテリ
２０ 測定部
３０ 制御部
３１ 検知部
４０ 表示部
１０１ バッテリ異常表示装置

Claims (8)

1. バッテリの状態を測定する測定部と、
   前記測定部から得られる前記バッテリの状態に基づいて、前記バッテリの異常を判定する制御部と、
   前記バッテリが異常であると前記制御部により判定される場合、前記バッテリの異常表示を行う表示部とを備え、
   前記表示部は、前記バッテリの使用量が所定量未満であると前記制御部により判定されるとき、前記バッテリの故障を知らせる第１の異常表示を行い、前記使用量が前記所定量以上であると前記制御部により判定されるとき、前記バッテリの劣化を知らせる第２の異常表示を行う、バッテリ異常表示装置。
2. 前記表示部は、前記使用量が前記所定量以上であり且つ前記バッテリの劣化度が基準値よりも高いと前記制御部により判定されるとき、前記第２の異常表示を行う、請求項１に記載のバッテリ異常表示装置。
3. 前記制御部は、前記バッテリが所定値以上の充電率に充電された時の前記バッテリの電圧値が基準電圧値未満と推定されるとき、前記劣化度が前記基準値よりも高いと判定する、請求項２に記載のバッテリ異常表示装置。
4. 前記表示部は、前記使用量が前記所定量以上であると前記制御部により判定され且つ前記バッテリが所定値以上の充電率に充電された時の前記バッテリの電圧値が基準電圧値未満であると前記制御部により推定されるとき、前記第２の異常表示を行う、請求項１に記載のバッテリ異常表示装置。
5. 前記表示部は、前記バッテリの内部抵抗値の変化量が所定閾値よりも大きく且つ前記バッテリの使用量が所定量未満であると前記制御部により判定されるとき、前記第１の異常表示を行う、請求項１から４のいずれか一項に記載のバッテリ異常表示装置。
6. 前記使用量は、前記バッテリの充放電量の積算値である、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリ異常表示装置。
7. 前記使用量は、前記バッテリから供給される電力により始動するエンジンの始動回数である、請求項１から５のいずれか一項に記載のバッテリ異常表示装置。
8. 前記制御部は、エンジンを始動させる前記バッテリの能力が低下することにより前記エンジンのアイドリングストップが禁止される場合、前記バッテリが異常であると判定する、請求項１から７のいずれか一項に記載のバッテリ異常表示装置。

Images