JP2018096726A - 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の製造コストを抑えつつ、二次電池の状態を正確に検出すること。【解決手段】車両に搭載された二次電池１４の状態を検出する二次電池状態検出装置において、車両に装備された所定の電装品１５−１〜１５−ｎを所定のタイミングで制御して動作させ、二次電池を放電させる制御手段（制御部１０）と、制御手段の制御によって二次電池が放電している際に、二次電池の電圧および電流を測定する測定手段（二次電池状態検出部１１）と、測定手段によって測定された二次電池の電圧および電流から二次電池の状態を検出する検出手段（二次電池状態検出部１１）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法に関するものである。

特許文献１には、二次電池に対して、半導体スイッチおよび抵抗素子からなる放電回路を接続し、この放電回路によって二次電池を放電させ、そのときの二次電池の電圧および電流の変化から、二次電池の状態を検出する技術が開示されている。

特開２００６−０９０８４７号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、数アンペアから数十アンペア程度の電流を通じる必要があることから、定格電力の大きな（例えば、数十ワットから数百ワットの）抵抗素子を使用する必要がある。このため、装置の製造コストが高くなるとともに、装置のサイズが大きくなるという問題点がある。

また、素子値が一定の抵抗素子を用いる場合、放電可能な電流は素子値によって定まることから、例えば、二次電池の状態に応じた最適な電流値を設定することができないという問題点もある。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、装置の製造コストを抑えつつ、二次電池の状態を正確に検出することが可能な二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載された二次電池の状態を検出する二次電池状態検出装置において、前記車両に装備された所定の電装品を所定のタイミングで制御して動作させ、前記二次電池を放電させる制御手段と、前記制御手段の制御によって前記二次電池が放電している際に、前記二次電池の電圧および電流を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記二次電池の電圧および電流から前記二次電池の状態を検出する検出手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、装置の製造コストを抑えつつ、二次電池の状態を正確に検出することが可能となる。

また、本発明は、前記制御手段は、前記検出手段の検出対象または前記二次電池の状態に応じて、動作させる前記電装品を選択することを特徴とする。
このような構成によれば、電装品を選択することで、二次電池の所望の状態または検出対象を正確に検出することができる。

また、本発明は、前記制御手段は、前記検出手段の検出対象または前記二次電池の状態に応じて、動作させる前記電装品の組み合わせを選択することを特徴とする。
このような構成によれば、電装品の組み合わせを選択することで、二次電池の所望の状態または検出対象を正確に検出することができる。

また、本発明は、前記電装品を動作させた場合の前記二次電池の電圧および／または電流を測定して記録する記録手段を有し、前記制御手段は、前記記録手段に記録された電圧および／または電流を参照して、前記電装品または電装品の組み合わせを選択することを特徴とする。
このような構成によれば、記録された電圧および／または電流に基づいて、最適な電装品または電装品の組み合わせを選択することができる。

また、本発明は、前記電装品を動作させた場合の前記二次電池の電圧および／または電流の時間的変化を測定して記録する記録手段を有し、前記制御手段は、前記記録手段に記録された電圧および／または電流の時間的変化を参照して、前記電装品または電装品の組み合わせを選択することを特徴とする。
このような構成によれば、記録された電圧および／または電流の時間的な変化に基づいて、最適な電装品または電装品の組み合わせを選択することができる。

また、本発明は、前記測定手段は、前記二次電池の温度をさらに検出し、前記検出手段は、前記測定手段によって測定された電圧、電流、および、温度に基づいて前記二次電池の状態を検出する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の温度も参照して、二次電池の状態をより正確に検出することができる。

また、本発明は、前記制御手段は、前記車両のエンジンが停止されてから所定の時間が経過した場合に、前記電装品を所定のタイミングで制御して動作させ、前記二次電池を放電させることを特徴とする。
このような構成によれば、分極等が解消された際に、二次電池の状態を正確に検出することができる。

また、本発明は、前記測定手段および前記検出手段は第１装置として構成されるとともに、前記制御手段は前記第１装置とは独立した第２装置として構成され、前記第１装置は前記二次電池の近傍に配置されるとともに、前記第２装置は前記第１装置とは異なる場所に配置される、ことを特徴とする。
このような構成によれば、第１装置を小型化し、設置スペースが限られている二次電池の近傍に第１装置を配置することで配線の引き回しによって生じるインピーダンス成分による影響を低減して二次電池の状態を精度良く検出することができるとともに、第１装置の小型化による軽量化により、振動によって検出精度が低下することを防止できる。

また、本発明は、車両に搭載された二次電池の状態を検出する二次電池状態検出方法において、前記車両に装備された所定の電装品を所定のタイミングで制御して動作させ、前記二次電池を放電させる制御ステップと、前記制御ステップにおける制御によって前記二次電池が放電している際に、前記二次電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、前記測定ステップにおいて測定された前記二次電池の電圧および電流から前記二次電池の状態を検出する検出ステップと、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、装置の製造コストを抑えつつ、二次電池の状態を正確に検出することが可能となる。

本発明によれば、装置の製造コストを抑えつつ、二次電池の状態を正確に検出することが可能な二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る二次電池状態検出装置の構成例を示す図である。 図１に示す制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。 図１に示す二次電池状態検出部の詳細な構成例を示すブロック図である。 図１に示す第１実施形態によって検出する二次電池の等価回路モデルの一例である。 本発明の第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る二次電池状態検出装置の構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る二次電池状態検出装置の構成例を示す図である。 本発明の第４実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る二次電池状態検出装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、本発明の第１実施形態に係る二次電池状態検出装置は、制御部１０および二次電池状態検出部１１を有している。ここで、制御部１０は、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）１２によって二次電池状態検出部１１と接続され、二次電池状態検出部１１との間で情報を授受するとともに、ＣＡＮ（Controller Area Network）１３によって電装品１５−１〜１５−ｎ（ｎ≧１）と接続され、電装品１５−１〜１５−ｎを制御する。

図２は、図１に示す制御部１０の詳細な構成例を示す図である。この図２に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、ＬＩＮ Ｉ／Ｆ（Interface）１０ｄ、および、ＣＡＮ Ｉ／Ｆ１０ｅを有している。ここで、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂに格納されているプログラム１０ｂａに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ１０ｂは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａ等を格納している。ＲＡＭ１０ｃは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａを実行する際に生成されるデータ等のパラメータ１０ｃａ等を格納する。ＬＩＮ Ｉ／Ｆ１０ｄは、ＬＩＮ１２を介して二次電池状態検出部１１と情報を授受する際にデータの表現形式を変換する。ＣＡＮ Ｉ／Ｆ１０ｅは、ＣＡＮ１３を介して電装品１５−１〜１５−ｎと情報を授受する際にデータの表現形式を変換する。

図３は、図１に示す二次電池状態検出部１１の構成例を示す図である。この図に示すように、二次電池状態検出部１１は、ＣＰＵ１１ａ、ＲＯＭ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃ、ＬＩＮ Ｉ／Ｆ１１ｄ、Ｉ／Ｆ１１ｅ、および、センサ部１１ｆを有している。ここで、ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂに格納されているプログラム１１ｂａに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ１１ｂは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１１ｂａ等を格納している。ＲＡＭ１１ｃは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１１ｂａを実行する際に生成されるデータ等のパラメータ１１ｃａ等を格納する。ＬＩＮ Ｉ／Ｆ１１ｄは、ＬＩＮ１２を介して制御部１０と情報を授受する際にデータの表現形式を変換する。Ｉ／Ｆ１１ｅは、センサ部１１ｆから出力される信号をデジタル信号に変換して入力する。センサ部１１ｆは、例えば、電圧センサ、電流センサ、および、温度センサ等によって構成され、二次電池１４の電圧、電流、および、温度（例えば、二次電池１４の電解液の温度）を測定して対応する信号を出力する。なお、制御部１０と二次電池状態検出部１１とは独立した構成とされる。二次電池状態検出部１１は、二次電池１４の近傍に配置され、制御部１０は、二次電池状態検出部１１とは別の場所に配置される。

二次電池１４は、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、または、ニッケル水素電池等によって構成され、図示しないオルタネータによって充電され、電装品１５−１〜１５−ｎに電力を供給する。

電装品１５−１〜１５−ｎは、車両に装備されている電装品によって構成される。なお、電装品１５−１〜１５−ｎとしては、例えば、抵抗性の電装品である熱線デフォガ、シートヒータ、および、ライト等がある。また、誘導性の電装品であるモータ、インダクタンスコイル等がある。なお、これら以外の電装品（カーオーディオ、および、カーナビゲーション等）を用いるようにしてもよい。

（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。以下では、まず、第１実施形態の動作の概略について説明した後、図５を参照して詳細な動作について説明する。

車両のエンジンが停止されてから所定の時間（例えば、二次電池１４の分極が少なくなるエンジン停止後４時間）が経過すると、制御部１０は、電装品１５−１〜１５−ｎのいずれかを選択して動作を開始させる。例えば、電装品１５−１を選択した場合、制御部１０は、電装品１５−１に対して動作開始を指示する。この結果、電装品１５−１は動作を開始し、二次電池１４から電装品１５−１に対して電流が通じる。このとき、二次電池状態検出部１１は、二次電池１４の電圧および電流の時間的変化、ならびに、そのときの温度をセンサ部１１ｆによって測定し、得られた測定値をＲＡＭ１１にパラメータ１１ｃａとして格納する。

以上の動作は電装品１５−１〜１５−ｎのそれぞれについて実行される。この結果、二次電池状態検出部１１のＲＡＭ１１には、電装品１５−１〜１５−ｎのそれぞれを動作させた場合における二次電池１４の電圧および電流の時間的な変化を示す情報と、温度を示す情報とがパラメータ１１ｃａとして格納される。

電装品１５−１〜１５−ｎのそれぞれに対する以上の動作が完了すると、所望の電流波形を得るための組み合わせ処理が実行される。より詳細には、二次電池１４の等価回路モデルの学習処理を実行する際には、矩形波を流すことが望ましいが、そのような矩形波を得るために電装品１５−１〜１５−ｎを負荷として組み合わせる処理を実行する。例えば、電流値が１０Ａの矩形波を通じる場合に、熱線デフォガに流れる電流が５Ａである場合には、例えば、５Ａの電流が流れるシートヒータと組み合わせる必要があることから、これら２つを組み合わせ対象とすることができる。また、大きな突入電流が必要な場合には、例えば、モータを選択することができる。なお、選択する電装品としては、複数の電装品を選択するだけでなく、単一の電装品を選択することもできる。以上の処理により、様々な電流波形を得るための電装品の組み合わせを得ることができる。

つぎに、制御部１０は、二次電池１４の状態を検出すると判定した場合、検出対象となる状態に応じた電流波形を選択する。例えば、二次電池１４の等価回路モデルとして、図４のような、導体抵抗Ｒｏｈｍ、反応抵抗Ｒｃｔ１，Ｒｃｔ２、および、電気二重層容量Ｃ１，Ｃ２を用いる場合において、このような等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を学習処理によって求めるときは、例えば、数Ａ程度の矩形波を流すための電流波形を選択する。

電流波形の選択が完了すると、制御部１０は、選択した電流波形を通じるために、電装品１５−１〜１５−ｎのうち、対応する電装品を制御して動作させる。例えば、図４に示す回路素子の素子値を学習する場合には、矩形波を通じるための電装品（例えば、熱線デフォガ）を矩形波に応じた所定の時間動作させる。

なお、矩形波を用いて等価回路モデルを学習する場合を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば、二次電池１４の劣化状態を調べる場合は、同じ電流波形（例えば、矩形波）で電流値を変えて複数回放電させ、電流の変化と電圧の変化を測定する。二次電池１４が新しい場合には、電流と電圧の間には線形の関係（電流の増加に比例して電圧が低下する関係）があるが、二次電池１４の劣化が進むと非線形の関係（電流が増加した場合に電圧の低下がより大きくなる関係）が生じるので、そのような関係を検出することで二次電池１４の劣化を推定することができる。

また、例えば、等価回路モデルに基づいて推定したＳＯＣが正しいか否かを検証する場合に、等価回路モデルを測定するときよりも電流値が大きく、時間も長い矩形波を用いることができる。例えば、ＳＯＣが所定の下限値（例えば、２０％）以上あると判定した場合であっても、電流値が大きく継続時間も長い矩形波によって二次電池１４を放電させた場合に、電圧の低下の傾きが所定の閾値よりも大きい場合には、ＳＯＣの推定が正しくない（所定の下限値未満である）と判定して、二次電池１４の充電を開始したり、使用を停止したりすることができる。

また、図４に示す等価回路モデルを構成する回路素子を学習処理する場合において、学習対象となる回路素子毎に最適な電流波形を用いるようにしてもよい。例えば、反応抵抗Ｒｃｔ１，Ｒｃｔ２の場合には、導体抵抗Ｒｏｈｍよりも大きい電流を用いた方が学習を迅速に行うことができるので、反応抵抗Ｒｃｔ１，Ｒｃｔ２を学習する場合には、導体抵抗Ｒｏｈｍよりも大きい電流を用いることができる。

二次電池状態検出部１１は、二次電池１４から選択した電装品に対して放電されている際に、二次電池１４の電圧、電流、および、温度をセンサ部１１ｆによって測定し、測定によって得たデータをＲＡＭ１１ｃにパラメータ１１ｃａとして格納する。

放電が完了すると、二次電池状態検出部１１は、ＲＡＭ１１ｃにパラメータ１１ｃａとして格納されている電圧および電流の変化に基づいて二次電池１４の状態を検出するとともに、そのときの温度によって補正することで、二次電池１４の状態を検出することができる。

制御部１０は、二次電池状態検出部１１によって検出された二次電池１４の状態に応じて、図示しないオルタネータの発電電圧を調整することで、二次電池１４の充電状態を制御したり、二次電池１４の劣化が進行した場合にはユーザに通知したりすることができる。

つぎに、図５に示すフローチャートを参照して、図１に示す第１実施形態において実行される処理の一例について説明する。図５に示すフローチャートは、例えば、車両のエンジンが停止されてから所定の時間（例えば、二次電池１４の分極が少なくなる４時間）が経過した場合に実行される。図５に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、二次電池状態検出部（以下、適宜「検出部」と称する）１１は制御部１０に対して、状態検出用の電流波形を生成する処理を実行するように指示する。より詳細には、二次電池状態検出部１１は、制御部１０に対して状態検出用の電流波形を生成する処理を実行するように指示する制御信号を、ＬＩＮ１２を介して送信する。

ステップＳ１１では、制御部１０は、特定の電装品を選択する。より詳細には、制御部１０は、電装品１５−１〜１５−ｎの中から、例えば、熱線デフォガである電装品１５−１を選択する。

ステップＳ１２では、制御部１０は、ステップＳ１１で選択した電装品に対して、動作を開始するように指示をする。より詳細には、制御部１０は、例えば、ステップＳ１１で選択した電装品１５−１に対して、動作を開始するように指示する制御信号を、ＣＡＮ１３を介して送信する。この結果、電装品１５−１は、動作を開始する。例えば、電装品１５−１が熱線デフォガである場合には、熱線デフォガのインピーダンスは純抵抗に近いので、熱線デフォガの抵抗値に応じた電流（例えば、数Ａ〜数十Ａの電流）が流れる。

ステップＳ１３では、二次電池状態検出部１１は、二次電池１４の電圧、電流、および、温度を検出する。より詳細には、二次電池状態検出部１１は、センサ部１１ｆによって二次電池１４の電圧および電流の時間的変化、ならびに、そのときの温度を検出し、ＲＡＭ１１ｃにパラメータ１１ｃａとして格納する。

ステップＳ１４では、制御部１０は、所定の時間（例えば、数秒〜数十秒）が経過すると、電装品の動作を停止させる。より詳細には、熱線デフォガの動作を開始してから所定の時間（例えば、１０秒）が経過した場合には、ＣＡＮ１３を介して電装品１５−１に制御信号を送り、電装品１５−１の動作を停止させる。なお、測定する時間は、ステップＳ１９〜ステップＳ２１において動作させる時間よりも少し長く設定することが望ましい。動作停止前後の電流の急激な変化を見逃さないためである。

ステップＳ１５では、制御部１０は、全ての電装品１５−１〜１５−ｎに対する測定処理が終了したか否かを判定し終了したと判定した場合（ステップＳ１５：Ｙ）にはステップＳ１６に進み、それ以外の場合（ステップＳ１５：Ｎ）にはステップＳ１６に進む。ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理を繰り返すことで、二次電池状態検出部１１のＲＡＭ１１ｃには、電装品１５−１〜１５−ｎの動作時に流れる電流および電圧の波形と、そのときの温度が格納される。

ステップＳ１６では、二次電池状態検出部１１は、電流波形の組み合わせ処理を実行する。より詳細には、二次電池状態検出部１１は、二次電池状態検出部１１のＲＡＭ１１ｃに格納されている電装品１５−１〜１５−ｎの電流波形を、目的に応じた電流波形になるように必要に応じて組み合わせる処理を実行する。組み合わせる目的としては、（１）電流値、（２）電流波形、（３）継続時間がある。まず、（１）電流値としては、必要とする電流値が２０Ａである場合に電装品１５−１〜１５−ｎの最大電流が１５Ａである場合には２０Ａとなる組み合わせを選択する必要があるので、２０Ａを満たす組み合わせを選択する。また、（２）電流波形としては、例えば、矩形波を得るには一定の電流が流れる純抵抗に近いインピーダンスを有する熱線デフォガ、ヘッドライト、ルームライト等を選択することができる。また、突入電流が大きい電流波形を得るにはＤＣモータ等を選択することができる。さらに、（３）継続時間としては、例えば、数十秒の間所定の電流を流す必要がある場合に、電装品１５−１〜１５−ｎの最大の電流の継続時間が数秒である場合には、複数の電装品を順次動作させるか、同じ電装品を繰り返して動作させる必要があるので、そのような電装品の選択が必要になる。なお、複数の電装品を組み合わせて選択するのではなく、単一の電装品を選択するようにしてもよい。

ステップＳ１７では、二次電池状態検出部１１は、二次電池１４の状態を検出するか否かを判定し、状態を検出すると判定した場合（ステップＳ１７：Ｙ）にはステップＳ１８に進み、それ以外の場合（ステップＳ１７：Ｎ）には同様の処理を繰り返す。

ステップＳ１８では、二次電池状態検出部１１は、二次電池１４の検出しようとする状態に応じた電流波形を選択し、制御部１０に対応する電装品を指示する。例えば、図４に示す等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を学習処理する場合には、熱線デフォガである電装品１５−１による矩形波を選択する。

ステップＳ１９では、制御部１０は、二次電池状態検出部１１からの指示に基づいて、対応する電装品に対して動作を開始する指示を行う。例えば、電装品１５−１を動作させる場合には、ＣＡＮ１３を介して電装品１５−１に動作開始を指示する。

ステップＳ２０では、二次電池状態検出部１１は、電装品の動作による二次電池１４の電圧、電流、および、温度を検出する。より詳細には、二次電池状態検出部１１は、センサ部１１ｆによって二次電池１４の電圧、電流、および、温度を検出し、ＲＡＭ１１ｃにパラメータ１１ｃａとして格納する。

ステップＳ２１では、制御部１０は、二次電池状態検出部１１からの指示に基づいて、対応する電装品に対して動作を停止する指示を行う。例えば、電装品１５−１の動作を停止させる場合には、ＣＡＮ１３を介して電装品１５−１に動作停止を指示する。この結果、電装品１５−１である熱線デフォガは、所定の時間だけオンの状態になるので、二次電池１４から電装品１５−１に対して、矩形波形状の電流が通じる。

ステップＳ２２では、二次電池状態検出部１１は、ステップＳ２０で検出した電圧、電流、および、温度から二次電池１４の状態を検出する。より詳細には、二次電池状態検出部１１は、矩形波電流による放電による電圧および電流変化に基づいて、二次電池１４の等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を学習処理する。

以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、車両に予め搭載されている電装品を用いて二次電池１４の状態を検出するようにしたので、放電回路が不要となることから、装置の製造コストを低減するとともに、装置のサイズを小型化することができる。

また、本発明の第１実施形態では、検出しようとする状態等に応じて、電装品を選択したり、電装品の組み合わせを選択したりするようにしたので、検出しようとする状態等に応じた最適な電流波形を得ることができる。

また、本発明の第１実施形態では、二次電池１４の状態を検出する前に、電装品に流れる電流等を測定するようにしたので、電装品の状態が変化した場合でも適切に対応することができる。

（Ｃ）本発明の第２実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本発明の第２実施形態の構成は、図１に示す第１実施形態と同様であり、動作が異なるので、第２実施形態の構成の説明は省略する。

（Ｄ）本発明の第２実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第２実施形態の動作について説明する。図６は第２実施形態において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図６において、図５と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図５と比較すると図６では、ステップＳ１０，Ｓ１３，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ１９が除外され、ステップＳ３０〜Ｓ３５が追加されている。以下では、ステップＳ３０〜ステップＳ３５の処理を中心にして説明する。

ステップＳ３０では、二次電池状態検出部１１は、制御部１０に対して、状態検出用の電流波形を生成するように指示をする。より詳細には、例えば、二次電池状態検出部１１は、制御部１０に対して、電流波形、電流値、および、継続時間等の要件を送信し、必要な波形を生成するように指示をする。

ステップＳ３１では、制御部１０は、ステップＳ１２において指示された電装品が動作することによる電圧、電流、および、そのときの温度の測定結果を二次電池状態検出部１１から取得し、ＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして記録する。ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理の繰り返しにより、制御部１０は、電装品１５−１〜１５−ｎをそれぞれ動作させた場合の電圧、電流、および、動作時の温度を測定し、ＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして格納する。

ステップＳ３２では、制御部１０は、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理によって測定され、ステップＳ３１の処理によってＲＡＭ１０ｃに格納された測定値を参照し、ステップＳ３０において生成が指示された状態検出用波形の要件を満たす組み合わせを見つける処理を実行する。この処理により、例えば、それぞれの波形に応じた電装品、電源オンの制御タイミング、および、電源オフの制御タイミングからなる制御情報が生成される。

ステップＳ３３では、二次電池状態検出部１１は、制御部１０に対して、二次電池１４の検出しようとする状態を通知する。例えば、ステップＳ１７において、二次電池状態検出部１１が、図４に示す等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を検出すると判定した場合には、その旨を制御部１０に対して通知する。

ステップＳ３４では、制御部１０は、ステップＳ３３における通知に対応する電流波形を選択する。例えば、図４に示す等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を検出する場合には、制御部１０は、矩形波を選択し、また、矩形波を生成するための制御情報を選択する。

ステップＳ３５では、制御部１０は、ステップＳ３４で選択した電流波形を生成するための制御情報を参照し、当該制御情報に基づいて対象となる電装品を制御する。例えば、図４に示す等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を検出する場合には、熱線デフォガである電装品１５−１を選択するとともに、電装品１５−１によって矩形波を生成するための制御情報を参照し、当該制御情報に基づいて電装品１５−１を制御する。そして、ステップＳ２１において、制御部１０は、電装品に対して動作停止を指示する。これにより、二次電池１４から電装品１５−１に対して矩形波電流が通じる。

このような矩形波による放電が実行されると、二次電池状態検出部１１は、ステップＳ２１において二次電池１４の電圧、電流、および、温度を測定し、ステップＳ２２において、測定結果に基づいて二次電池１４の等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を学習処理によって求める。

以上に説明したように、本発明の第２実施形態によれば、制御部１０が電流波形の組み合わせ処理等を実行するようにしたので、二次電池状態検出部１１の負担を軽減することができる。また、ＣＰＵ１０ａ等として高機能なものを用いている制御部１０にこのような処理を実行させることで、処理を迅速に実行することができる。

（Ｅ）本発明の第３実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。図７において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図７は図１と比較すると、二次電池状態検出部１１が除外されるとともに、電圧センサ２０、電流センサ２１、および、温度センサ２２が追加されている。これら以外の構成は図１の場合と同様である。

ここで、電圧センサ２０は、二次電池１４の電圧を測定し、ＬＩＮ１２を介して測定結果を制御部１０に通知する。電流センサ２１は、二次電池１４の電流を測定し、ＬＩＮ１２を介して測定結果を制御部１０に通知する。温度センサ２２は、二次電池１４の温度（例えば、二次電池１４の液温）を測定し、ＬＩＮ１２を介して測定結果を制御部１０に通知する。

（Ｆ）本発明の第３実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第３実施形態の動作を説明する。図８は、第３実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図８において図５と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図８では、図５と比較すると、ステップＳ１０，Ｓ１３，Ｓ１６，Ｓ１８〜Ｓ２２が除外され、ステップＳ５０〜Ｓ５６が追加されている。以下では、ステップＳ５０〜ステップＳ５６を中心に説明する。

ステップＳ５０では、制御部１０は、ステップＳ１２の処理において選択された電装品が動作を開始するので、そのときの二次電池１４の電圧、電流、および、温度を、電圧センサ２０、電流センサ２１、および、温度センサ２２によってそれぞれ測定し、ＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして格納する。ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理の繰り返しにより、ＲＡＭ１０ｃには、電装品１５−１〜１５−ｎに関する測定結果がパラメータ１０ｃａとして格納される。

ステップＳ５１では、制御部１０は、電流波形の組み合わせ処理を実行する。より詳細には、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理によって、制御部１０のＲＡＭ１０ｃにはパラメータ１０ｃａとして電装品１５−１〜１５−ｎが動作した際の電圧、電流、および、温度が格納されるので、これらを適宜組み合わせることで、目的の電流波形を得る。

ステップＳ５２では、制御部１０は、ステップＳ１７において実行すると判定された状態検出の内容に対応する電流波形を選択する。例えば、二次電池１４の等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を検出する場合には、例えば、矩形波が選択される。

ステップＳ５３では、制御部１０は、ステップＳ５２で選択した電流波形を生成するための電装品に対して動作を開始する指示を行う。例えば、電装品１５−１を動作させる場合には、ＣＡＮ１３を介して電装品１５−１に動作開始を指示する。

ステップＳ５４では、制御部１０は、電圧センサ２０、電流センサ２１、および、温度センサ２２により二次電池１４の電圧、電流、および、温度をそれぞれ測定し、測定結果をＲＡＭ１０ｃにパラメータ１０ｃａとして格納する。

ステップＳ５５では、制御部１０は、ステップＳ５３で動作開始を指示した電装品に対して動作停止を指示する。この結果、例えば、電装品１５−１である熱線デフォガは、所定の時間だけオンの状態になるので、二次電池１４から電装品１５−１に対して、矩形波形状の電流が通じる。

ステップＳ５６では、制御部１０は、ステップＳ５４で測定した電圧、電流、および、温度に基づいて二次電池１４の状態を検出する。例えば、図４に示す等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を学習処理によって得ることができる。

以上に説明したように、本発明の第３実施形態によれば、二次電池状態検出部１１を省略することができるので、装置の構成を簡略化することができる。

（Ｇ）本発明の第４実施形態の構成の説明
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、本発明の第４実施形態の構成例を示す図である。なお、図９において、図７と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図９では、図７と比較すると、制御部１０が二次電池状態検出部１１Ａに置換されている。これ以外の構成は図７と同様である。

ここで、二次電池状態検出部１１Ａは、図３に示す二次電池状態検出部１１のセンサ部１１ｆを除外し、図９に示す電圧センサ２０、電流センサ２１、および、温度センサ２２を接続した構成を有している。これ以外の構成は、図３の場合と同様である。

（Ｈ）本発明の第４実施形態の動作の説明
つぎに、図１０を参照して図９に示す第４実施形態の動作について説明する。なお、図１０において、図５と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図１０の例では、図５と比較すると、ステップＳ１０〜Ｓ１５，Ｓ１９，Ｓ２１が除外され、ステップＳ７０〜７６が追加されている。以下では、ステップＳ７０〜ステップＳ７６を中心に説明する。

ステップＳ７０では、二次電池状態検出部１１Ａは、電装品１５−１〜１５−ｎの中から測定対象となる電装品を選択する。例えば、二次電池状態検出部１１Ａは、電装品１５−１を選択する。

ステップＳ７１では、二次電池状態検出部１１Ａは、ステップＳ７０で選択した電装品に対して動作開始を指示する。例えば、二次電池状態検出部１１Ａは、電装品１５−１に対して動作開始を指示する。この結果、電装品１５−１は動作を開始する。

ステップＳ７２では、二次電池状態検出部１１Ａは、ステップＳ７１において開始された電装品の動作による二次電池１４の電圧、電流、および、温度を、電圧センサ２０、電流センサ２１、および、温度センサ２２によって測定し、ＲＡＭ１１ｃにパラメータ１１ｃａとして格納する。

ステップＳ７３では、二次電池状態検出部１１Ａは、ステップＳ７１において動作開始を指示した電装品に対して、動作の停止を指示する。例えば、二次電池状態検出部１１Ａは、動作中の電装品１５−１に対して動作停止を指示する。

ステップＳ７４では、二次電池状態検出部１１Ａは、電装品１５−１〜１５−ｎの全ての測定が終了したか否かを判定し、全ての測定が終了したと判定した場合（ステップＳ７４：Ｙ）にはステップＳ１６に進み、それ以外の場合（ステップＳ７４：Ｎ）にはステップＳ７０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。例えば、電装品１５−１から順番に測定を行って、電装品１５−ｎの測定が終了した場合にはＹと判定してステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、二次電池状態検出部１１Ａは、ステップＳ７０〜ステップＳ７４の処理によって測定された電装品１５−１〜１５−ｎの電圧、電流、および、温度に応じて所望の波形が得られるようにこれらを適宜組み合わせる。そして、ステップＳ１７において二次電池１４の状態検出を行うと判定した場合（ステップＳ１７：Ｙ）にはステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、検出対象となる状態に応じた波形を選択する。

ステップＳ７５では、二次電池状態検出部１１Ａは、ステップＳ１８で選択した電流波形に対応する電装品を選択し、動作開始を指示する。例えば、電装品１５−１を用いて二次電池１４に矩形波を通じる場合には、電装品１５−１に対して二次電池状態検出部１１Ａは動作開始を指示する。その後、ステップＳ２０では、二次電池状態検出部１１Ａは、ステップＳ７５において動作開始を指示した電装品の動作による二次電池１４の電圧、電流、および、温度を測定し、ステップＳ２２において、測定した電圧、電流、および、温度に基づいて二次電池１４の状態を検出する。例えば、二次電池１４の等価回路モデルを構成する回路素子の素子値を求める場合には、電装品１５−１によって矩形波による放電を実行させ、そのときの二次電池１４の電圧、電流、および、温度に基づいて、回路素子の素子値を学習処理によって求めることができる。

ステップＳ７６では、二次電池状態検出部１１Ａは、対応する電装品に対して動作を停止する指示を行う。例えば、電装品１５−１の動作を停止させる場合には、ＣＡＮ１３を介して電装品１５−１に動作停止を指示する。この結果、電装品１５−１である熱線デフォガは、所定の時間だけオンの状態になるので、二次電池１４から電装品１５−１に対して、矩形波形状の電流が通じる。

以上に説明したように、本発明の第４実施形態によれば、制御部１０を省略することができるので、装置の構成を簡略化することができる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の各実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、電装品１５−１〜１５−ｎは、車両に装備されている電装品としたが、例えば、従来と同様の抵抗素子と半導体スイッチによる放電回路を備えるようにしてもよい。このような構成によれば、放電回路と電装品１５−１〜１５−ｎを組み合わせて動作させることで、放電回路に流れる電流を従来よりも少なくすることで、放電回路の製造コストを低減することができる。

また、以上の各実施形態では、電装品１５−１〜１５−ｎは動作を開始および停止させ、そのときに流れる電流によって二次電池１４の状態を検出するようにした。しかしながら、電装品の電源をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）に基づいてオン／オフにより制御することで、電流波形を所望の形状に設定するようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、電装品を測定する際には、電圧、電流、および、温度を測定するようにしたが、電圧および電流の少なくとも一方を測定し、測定結果に基づいて電装品を選択するようにしてもよい。また、電圧および電流の少なくとも一方の時間的変化を測定し、測定結果に基づいて電装品を選択するようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、電装品１５−１〜１５−ｎはＣＡＮ１３を介して制御し、制御部１０と二次電池状態検出部１１はＬＩＮ１２を介して情報を授受するようにしたが、これら以外のバスを用いるようにしてもよい。

また、図４に示す等価回路モデルは一例であって、これ以外の等価回路モデルを用いるようにしてもよい。例えば、図４の例では、並列接続された反応抵抗（Ｒｃｔ１，Ｒｃｔ２）と電気二重層容量（Ｃ１，Ｃ２）を２つ有するようにしているが、１つであったり、３つ以上であったりしてもよい。

また、以上の各実施形態では、電装品１５−１〜１５−ｎを動作させて測定を行った後に、二次電池１４の状態検出を行うようにしているが、これらを別々に実行するようにしてもよい。例えば、電装品１５−１〜１５−ｎを動作させて測定結果を記憶し、別の機会に測定結果に基づいて二次電池１４の状態検出を実行するようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、車両のエンジンが停止中に処理を実行するようにしたが、走行中に処理を実行するようにしてもよい。

１０ 制御部（制御手段、検出手段）
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ（記録手段）
１０ｄ ＬＩＮ Ｉ／Ｆ
１０ｅ ＣＡＮ Ｉ／Ｆ
１１ 二次電池状態検出部（制御手段、検出手段）
１１ａ ＣＰＵ
１１ｂ ＲＯＭ
１１ｃ ＲＡＭ（記録手段）
１１ｄ ＬＩＮ Ｉ／Ｆ
１１ｅ Ｉ／Ｆ
１１ｆ センサ部（測定手段）
１２ ＬＩＮ
１３ ＣＡＮ
１４ 二次電池
１５−１〜１５−ｎ 電装品
２０ 電圧センサ（測定手段）
２１ 電流センサ（測定手段）
２２ 温度センサ（測定手段）

Claims (9)

1. 車両に搭載された二次電池の状態を検出する二次電池状態検出装置において、
   前記車両に装備された所定の電装品を所定のタイミングで制御して動作させ、前記二次電池を放電させる制御手段と、
   前記制御手段の制御によって前記二次電池が放電している際に、前記二次電池の電圧および電流を測定する測定手段と、
   前記測定手段によって測定された前記二次電池の電圧および電流から前記二次電池の状態を検出する検出手段と、
   を有することを特徴とする二次電池状態検出装置。
2. 前記制御手段は、前記検出手段の検出対象または前記二次電池の状態に応じて、動作させる前記電装品を選択することを特徴とする請求項１に記載の二次電池状態検出装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段の検出対象または前記二次電池の状態に応じて、動作させる前記電装品の組み合わせを選択することを特徴とする請求項１に記載の二次電池状態検出装置。
4. 前記電装品を動作させた場合の前記二次電池の電圧および／または電流を測定して記録する記録手段を有し、
   前記制御手段は、前記記録手段に記録された電圧および／または電流を参照して、前記電装品または電装品の組み合わせを選択することを特徴とする請求項２または３に記載の二次電池状態検出装置。
5. 前記電装品を動作させた場合の前記二次電池の電圧および／または電流の時間的変化を測定して記録する記録手段を有し、
   前記制御手段は、前記記録手段に記録された電圧および／または電流の時間的変化を参照して、前記電装品または電装品の組み合わせを選択することを特徴とする請求項２または３に記載の二次電池状態検出装置。
6. 前記測定手段は、前記二次電池の温度をさらに検出し、
   前記検出手段は、前記測定手段によって測定された電圧、電流、および、温度に基づいて前記二次電池の状態を検出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の二次電池状態検出装置。
7. 前記制御手段は、前記車両のエンジンが停止されてから所定の時間が経過した場合に、前記電装品を所定のタイミングで制御して動作させ、前記二次電池を放電させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二次電池状態検出装置。
8. 前記測定手段および前記検出手段は第１装置として構成されるとともに、前記制御手段は前記第１装置とは独立した第２装置として構成され、
   前記第１装置は前記二次電池の近傍に配置されるとともに、前記第２装置は前記第１装置とは異なる場所に配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の二次電池状態検出装置。
9. 車両に搭載された二次電池の状態を検出する二次電池状態検出方法において、
   前記車両に装備された所定の電装品を所定のタイミングで制御して動作させ、前記二次電池を放電させる制御ステップと、
   前記制御ステップにおける制御によって前記二次電池が放電している際に、前記二次電池の電圧および電流を測定する測定ステップと、
   前記測定ステップにおいて測定された前記二次電池の電圧および電流から前記二次電池の状態を検出する検出ステップと、
   を有することを特徴とする二次電池状態検出方法。

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