JP3397187B2 - バッテリ充電状態判定装置 - Google Patents
バッテリ充電状態判定装置Info
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- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/386—Arrangements for measuring battery or accumulator variables using test-loads
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリ充電状態判
定装置、特に充電電圧と充電電流に基づきバッテリの充
電状態を判定する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、充電電圧と充電電流からバッ
テリの充電状態を判定する技術が知られている。 【０００３】例えば、特開平４−３７２５３６号公報に
は、バッテリの適性充電電圧より低い電圧、適性充電電
圧、適性充電電圧より高い電圧でバッテリを充電し、こ
のときの充電電流と、バッテリが正常な場合であって充
電完了状態にあるときの充電完了電流値とを比較してバ
ッテリの充電状態を判定する技術が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】一般に、バッテリの充
電電圧と充電電流並びに充電状態（ＳＯＣ）の間には所
定の関係があり、上記従来技術においてもこのような充
電特性を利用してバッテリの充電状態を決定している
が、充放電サイクルの繰り返し、あるいは経時劣化によ
り、充電特性、すなわち充電電圧と充電電流並びに充電
状態の関係は変化するため、予め定めた充電特性に基い
て充電状態を判定したのでは、高精度に充電状態を判定
することができない問題があった。 【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、バッテリの充放電
サイクルの繰り返しや経時劣化によらず、常に高精度に
バッテリの充電状態を判定することができる装置を提供
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、充電電圧と充電電流に基づいてバッテリ
の充電状態を判定する充電状態判定装置において、充電
電圧と充電電流並びに充電状態の関係を記憶する記憶手
段と、前記バッテリの充放電量が所定値を超えたか否か
を判定することで前記関係の補正タイミングか否かを判
定する判定手段と、前記判定手段で補正タイミングと判
定された場合に前記バッテリを一旦満充電状態まで充電
する手段と、前記満充電状態から放電したときの放電電
流に基づき前記バッテリの充電状態を検出する手段と、
検出された充電状態から充電したときの充電電圧と充電
電流に基づき、前記記憶手段に記憶された関係を補正す
る補正手段と、前記補正手段で補正された関係及び充電
電圧と充電電流に基づいてバッテリの充電状態を判定す
る手段とを有することを特徴とする。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【００１０】バッテリが充放電を繰り返して劣化する
と、初期の充電特性が変化して充電状態を正確に判定す
ることが困難となるが、一旦バッテリを満充電状態と
し、満充電状態から放電した場合には、充電状態を高精
度に推定することができる。そこで、本発明ではこの事
実を巧みに利用し、満充電状態から出発して任意の充電
状態とし、この充電状態における充電電圧と充電電流を
検出することにより現在の充電特性を把握する。これに
より、初期の充電特性の変化の度合いが明らかとなり、
記憶手段に記憶された初期の充電特性、すなわち充電電
圧と充電電流並びに充電状態の関係を補正することで、
バッテリの劣化によらず高精度な判定を行うことができ
る。バッテリの劣化による充電特性の変化は、充電電圧
や充電状態に依存するので、複数の充電状態、複数の充
電電圧において補正することが好ましい。バッテリの劣
化は、充放電量により決定されるため、充放電量が所定
値を超えたタイミングで定期的に補正を行うことで、判
定精度を維持できる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について、車載バッテリを例にとり説明する。 【００１２】図１には、本実施形態の回路構成が示され
ている。バッテリ１０が設けられ、バッテリ１０には発
電機１２が接続される。発電機１２は、例えば車両のオ
ルタネータが用いられる。また、図示していないが、バ
ッテリ１０には負荷としてモータ／ジェネレータ（Ｍ／
Ｇ）等が接続され、バッテリ１０は必要な場合にＭ／Ｇ
等の負荷を駆動する。 【００１３】バッテリ１０が負荷を駆動するための十分
な容量を有しているか否かは、バッテリ１０に接続され
た判定装置１４により判定される。そして、バッテリ１
０の容量が十分でない場合には、判定装置１４は発電機
１２に制御信号ＣＯＮＴを出力して発電機１２を作動さ
せバッテリ１０を充電する。なお、バッテリ１０の充電
電圧は、温度センサ１６で検出されたバッテリ１０の温
度に応じて設定することが好適である。 【００１４】判定装置１４によるバッテリ１０の充電状
態判定は、バッテリ１０の充電電圧と充電電流に基づき
行うことが可能である。すなわち、予め充電電圧と充電
電流並びに充電状態（ＳＯＣ）の関係を記憶しておき、
充電時の充電電圧及び充電電流をそれぞれ電圧センサ１
８及び電流センサ２０で検出し、検出した充電電圧及び
充電電流と予め記憶した関係に基づきバッテリ１０の充
電状態を判定することができる。 【００１５】しかしながら、バッテリ１０が充放電サイ
クルを繰り返すことにより劣化した場合、予め記憶した
充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係が変化し、実
際の充電電圧と充電電流並びに充電状態との間に乖離が
生じ、正確に充電状態を判定することができなくなる。 【００１６】そこで、本実施形態における判定装置１４
は、所定のタイミングで予め記憶した充電電圧と充電電
流並びに充電状態の関係を補正し、補正後の関係に基づ
いてバッテリ１０の充電状態を判定する。 【００１７】図２には、図１における判定装置１４の構
成ブロック図が示されている。判定装置１４は、外部機
器と信号を送受するインターフェースＩ／Ｆ１４ａ、Ｃ
ＰＵ１４ｂ、ＲＯＭ１４ｃ及びＲＡＭ１４ｄを含んで構
成されており、これらは共通のデータバスにより相互に
接続されている。 【００１８】ＲＯＭ１４ｃは、予め定められたバッテリ
１０の充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係を記憶
する。ＣＰＵ１４ｂでは、検出されたバッテリ１０の充
電電圧と充電電流をＲＯＭ１４ｃに記憶された関係と照
合し、バッテリ１０の充電状態を判定する。 【００１９】図３には、ＲＯＭ１４ｃに記憶される充電
電圧と充電電流並びに充電状態の関係（充電特性図）が
示されている。図において、横軸は充電電圧（Ｖ）、縦
軸は充電電流（Ａ）であり、充電状態（ＳＯＣ）をパラ
メータとした充電状態の関係（但し、簡略化のためＳＯ
Ｃ＝５０％、７０％、９０％の場合のみ）が示されてい
る。同一充電電圧で比較すると、充電状態（ＳＯＣ）が
高いほど充電電流は低く、ＳＯＣ１００％すなわち満充
電状態では、充電電流は一定の微小電流値となる。複数
の充電状態についてこのような関係をマップとして記憶
することで、検出された充電電圧及び充電電流から、一
義的にバッテリ１０の充電状態を判定することができ
る。 【００２０】一方、ＲＡＭ１４ｄには、ＲＯＭ１４ｃに
記憶された充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係を
補正するための補正係数が記憶される。補正係数は、後
述する処理によりＣＰＵ１４ｂが算出してＲＡＭ１４ｄ
に供給され、ＣＰＵ１４ｂはこの補正係数を用いてＲＯ
Ｍ１４ｃに記憶された関係を補正してバッテリ１０の現
在の充電状態を判定する。なお、ＲＡＭ１４ｄに記憶さ
れる補正係数は、当初は１、すなわち補正なしに設定さ
れ、ＣＰＵ１４ｂが所定のタイミングでこの補正係数を
新たに算出してＲＡＭ１４ｄに格納し更新する。この補
正係数の更新によりバッテリ１０の経時変化によらず高
精度の充電状態判定が可能となる。 【００２１】図４には、本実施形態における判定装置１
４、具体的には判定装置１４内のＣＰＵ１４ｂで行われ
る補正処理フローチャートが示されている。まず、ＣＰ
Ｕ１４ｂは、ＲＡＭ１４ｄに格納された補正係数を算出
するタイミングか否かを判定する（Ｓ１０１）。この判
定は、予め記憶したバッテリ１０の充電電圧と充電電流
並びに充電状態の関係が維持されない程度にバッテリ１
０が劣化したかを判定するものであり、具体的にはバッ
テリ１０の充放電量が所定値を超えたか否かで判定する
ことができる。もちろん、充放電サイクルをカウントし
て所定回数を超えたか否か、あるいは負荷の駆動回数が
所定回数を超えたか否かで間接的に充放電量を評価する
ことも可能である。 【００２２】そして、補正係数算出タイミングに達した
と判定した場合には、次に発電機１２に制御信号ＣＯＮ
Ｔを供給してバッテリ１０を満充電（ＳＯＣ＝１００
％）とする（Ｓ１０２）。ここで、バッテリ１０を一旦
満充電状態とするのは、満充電状態から放電を開始した
場合には、その放電電流を検出することで精度良くバッ
テリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を推定することができる
からである。なお、バッテリ１０が満充電となったか否
かは、充電電流が一定の微弱電流値となったか否かを電
流センサ２０で検出することで判定できる。 【００２３】バッテリ１０を満充電に設定した後、バッ
テリ１０に接続された負荷、例えばＭ／Ｇ等を駆動し
（Ｓ１０３）、負荷駆動時の放電電流を電流センサ２０
で検出して現在のバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を
推定する（Ｓ１０４）。具体的には、Ｍ／Ｇ等を駆動し
た際の放電電流を検出し、この電流値を積算してＡＨ
（アンペア・アワー）を算出し、このアンペア・アワー
（電力）を満充電のバッテリのＡ・Ｈから差し引いてＳ
ＯＣを推定する。予め放電電流と充電状態（ＳＯＣ）と
の関係をマップとして記憶しておき、検出した放電電流
をこのマップと照合して充電状態（ＳＯＣ）を推定する
のも好適である。 【００２４】満充電状態から放電した現在の充電状態
（ＳＯＣ）を推定した後、ＣＰＵ１４ｂは発電機１２に
制御信号ＣＯＮＴを供給し、充電電圧をＶに設定してバ
ッテリ１０を充電する（Ｓ１０５）。そして、充電電圧
をＶに設定して充電したときの充電電流Ｉを電流センサ
２０により検出する（Ｓ１０６）。充電電圧Ｖ及び充電
電流Ｉを得た後、これらを用いて補正係数を算出する
（Ｓ１０７）。Ｓ１０４により現在の充電状態が既知で
あり、Ｓ１０５及びＳ１０６にて充電電圧Ｖ及び充電電
流Ｉが分かっているため、ＲＯＭ１４ｃに記憶されたマ
ップから当初の充電状態における充電電流の値Ｉｏを読
み取り、α（Ｖ）＝Ｉｏ／Ｉにより補正係数α（Ｖ）を
算出する。ここで、α（Ｖ）は、補正係数αが充電電圧
に応じて変化する関数であることを示している。 【００２５】ある充電電圧Ｖにおける補正係数αを算出
した後、全ての充電電圧に対して補正係数が算出された
か否かを判定する（Ｓ１０８）。バッテリ１０の最適充
電電圧はバッテリ１０の温度により変化し、複数の充電
電圧において正確な充電状態を判定するためには、複数
の充電電圧において補正係数を算出する必要がある。こ
のため、必要な全ての充電電圧に対して補正係数が算出
されていない場合には、Ｓ１０５の処理に戻り、新たな
充電電圧Ｖを設定してＳ１０６、Ｓ１０７の処理により
その充電電圧における補正係数α（Ｖ）を算出する。 【００２６】必要な全ての充電電圧について補正係数を
算出した後、さらに全ての充電状態（ＳＯＣ）について
補正係数が算出されたか否かを判定する。充電状態とし
ては、例えば１０％、２０％、３０％・・・９０％の値
を採用することができ、充電状態の数が増大する程（よ
り細かい程）、精度の高い充電状態判定が可能となる。
そして、Ｓ１０４〜Ｓ１０９の処理を繰り返すことで、
所定の全ての充電状態について補正係数α（Ｖ）を算出
する。 【００２７】補正係数α（Ｖ）を算出した後、ＣＰＵ１
４ｂはＲＡＭ１４ｄに格納された補正係数を更新し、以
後、バッテリ１０の充電状態を判定する必要が生じた場
合には、ＲＡＭ１４ｄに格納されたこの補正係数を用い
てＲＯＭ１４ｃに記憶された関係を補正する。具体的に
は、エンジン始動後、一定時間（例えば１０秒）経過し
た後のバッテリ充電電流を電流センサ２０で検出し、Ｒ
ＡＭ１４ｄに記憶された補正係数α（Ｖ）を乗じること
で充電電流を補正し、ＲＯＭ１４ｃに記憶されたマップ
を用いてそのときの充電状態を判定する。 【００２８】図５には、補正係数を用いてＲＯＭ１４ｃ
に格納された関係を補正した例が示されている。なお、
図においては充電状態（ＳＯＣ）７０％の場合が示され
ている。図中、破線はＲＯＭ１４ｃに記憶されている予
め設定された初期のＳＯＣ７０％の充電状態であり、実
線は補正係数α（Ｖ）を用いて補正した後のＳＯＣ７０
％の関係である。一般に、同一充電状態で比較すると、
バッテリ１０の劣化とともに充電電流値が下方に変化す
る（充電電流が減少する）。補正後の関係を用いること
で、バッテリ１０の劣化が生じても高精度にバッテリ１
０の充電状態を判定することができる。 【００２９】なお、本実施形態においては、複数の充電
電圧、複数の充電状態について補正係数α（Ｖ）を算出
しているが、複数の充電電圧値の間、あるいは複数の充
電状態値の間は、例えば線形補間して補正係数α（Ｖ）
を算出することもできる。 【００３０】また、本実施形態では、補正係数を用いて
充電電流の値を補正することで予めＲＯＭ１４ｃに記憶
された関係（充電特性）を補正しているが、ＲＯＭ１４
ｃに記憶されたマップ自体を更新することも可能であ
る。すなわち、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理で複数の充電
状態についてその時の充電電圧及び充電電流が検出され
ているから、この値を用いて充電電圧と充電電流並びに
充電状態との関係を新たにＲＯＭ１４ｃに記憶させれば
よい。 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリが充放電を繰り返し劣化しても、このバッテリ
の充電状態を高精度に判定することができる。これによ
り、バッテリに接続された負荷を高精度に駆動制御でき
るとともに、バッテリを適当に充電することができる。
定装置、特に充電電圧と充電電流に基づきバッテリの充
電状態を判定する装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、充電電圧と充電電流からバッ
テリの充電状態を判定する技術が知られている。 【０００３】例えば、特開平４−３７２５３６号公報に
は、バッテリの適性充電電圧より低い電圧、適性充電電
圧、適性充電電圧より高い電圧でバッテリを充電し、こ
のときの充電電流と、バッテリが正常な場合であって充
電完了状態にあるときの充電完了電流値とを比較してバ
ッテリの充電状態を判定する技術が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】一般に、バッテリの充
電電圧と充電電流並びに充電状態（ＳＯＣ）の間には所
定の関係があり、上記従来技術においてもこのような充
電特性を利用してバッテリの充電状態を決定している
が、充放電サイクルの繰り返し、あるいは経時劣化によ
り、充電特性、すなわち充電電圧と充電電流並びに充電
状態の関係は変化するため、予め定めた充電特性に基い
て充電状態を判定したのでは、高精度に充電状態を判定
することができない問題があった。 【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、バッテリの充放電
サイクルの繰り返しや経時劣化によらず、常に高精度に
バッテリの充電状態を判定することができる装置を提供
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、充電電圧と充電電流に基づいてバッテリ
の充電状態を判定する充電状態判定装置において、充電
電圧と充電電流並びに充電状態の関係を記憶する記憶手
段と、前記バッテリの充放電量が所定値を超えたか否か
を判定することで前記関係の補正タイミングか否かを判
定する判定手段と、前記判定手段で補正タイミングと判
定された場合に前記バッテリを一旦満充電状態まで充電
する手段と、前記満充電状態から放電したときの放電電
流に基づき前記バッテリの充電状態を検出する手段と、
検出された充電状態から充電したときの充電電圧と充電
電流に基づき、前記記憶手段に記憶された関係を補正す
る補正手段と、前記補正手段で補正された関係及び充電
電圧と充電電流に基づいてバッテリの充電状態を判定す
る手段とを有することを特徴とする。 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【００１０】バッテリが充放電を繰り返して劣化する
と、初期の充電特性が変化して充電状態を正確に判定す
ることが困難となるが、一旦バッテリを満充電状態と
し、満充電状態から放電した場合には、充電状態を高精
度に推定することができる。そこで、本発明ではこの事
実を巧みに利用し、満充電状態から出発して任意の充電
状態とし、この充電状態における充電電圧と充電電流を
検出することにより現在の充電特性を把握する。これに
より、初期の充電特性の変化の度合いが明らかとなり、
記憶手段に記憶された初期の充電特性、すなわち充電電
圧と充電電流並びに充電状態の関係を補正することで、
バッテリの劣化によらず高精度な判定を行うことができ
る。バッテリの劣化による充電特性の変化は、充電電圧
や充電状態に依存するので、複数の充電状態、複数の充
電電圧において補正することが好ましい。バッテリの劣
化は、充放電量により決定されるため、充放電量が所定
値を超えたタイミングで定期的に補正を行うことで、判
定精度を維持できる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について、車載バッテリを例にとり説明する。 【００１２】図１には、本実施形態の回路構成が示され
ている。バッテリ１０が設けられ、バッテリ１０には発
電機１２が接続される。発電機１２は、例えば車両のオ
ルタネータが用いられる。また、図示していないが、バ
ッテリ１０には負荷としてモータ／ジェネレータ（Ｍ／
Ｇ）等が接続され、バッテリ１０は必要な場合にＭ／Ｇ
等の負荷を駆動する。 【００１３】バッテリ１０が負荷を駆動するための十分
な容量を有しているか否かは、バッテリ１０に接続され
た判定装置１４により判定される。そして、バッテリ１
０の容量が十分でない場合には、判定装置１４は発電機
１２に制御信号ＣＯＮＴを出力して発電機１２を作動さ
せバッテリ１０を充電する。なお、バッテリ１０の充電
電圧は、温度センサ１６で検出されたバッテリ１０の温
度に応じて設定することが好適である。 【００１４】判定装置１４によるバッテリ１０の充電状
態判定は、バッテリ１０の充電電圧と充電電流に基づき
行うことが可能である。すなわち、予め充電電圧と充電
電流並びに充電状態（ＳＯＣ）の関係を記憶しておき、
充電時の充電電圧及び充電電流をそれぞれ電圧センサ１
８及び電流センサ２０で検出し、検出した充電電圧及び
充電電流と予め記憶した関係に基づきバッテリ１０の充
電状態を判定することができる。 【００１５】しかしながら、バッテリ１０が充放電サイ
クルを繰り返すことにより劣化した場合、予め記憶した
充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係が変化し、実
際の充電電圧と充電電流並びに充電状態との間に乖離が
生じ、正確に充電状態を判定することができなくなる。 【００１６】そこで、本実施形態における判定装置１４
は、所定のタイミングで予め記憶した充電電圧と充電電
流並びに充電状態の関係を補正し、補正後の関係に基づ
いてバッテリ１０の充電状態を判定する。 【００１７】図２には、図１における判定装置１４の構
成ブロック図が示されている。判定装置１４は、外部機
器と信号を送受するインターフェースＩ／Ｆ１４ａ、Ｃ
ＰＵ１４ｂ、ＲＯＭ１４ｃ及びＲＡＭ１４ｄを含んで構
成されており、これらは共通のデータバスにより相互に
接続されている。 【００１８】ＲＯＭ１４ｃは、予め定められたバッテリ
１０の充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係を記憶
する。ＣＰＵ１４ｂでは、検出されたバッテリ１０の充
電電圧と充電電流をＲＯＭ１４ｃに記憶された関係と照
合し、バッテリ１０の充電状態を判定する。 【００１９】図３には、ＲＯＭ１４ｃに記憶される充電
電圧と充電電流並びに充電状態の関係（充電特性図）が
示されている。図において、横軸は充電電圧（Ｖ）、縦
軸は充電電流（Ａ）であり、充電状態（ＳＯＣ）をパラ
メータとした充電状態の関係（但し、簡略化のためＳＯ
Ｃ＝５０％、７０％、９０％の場合のみ）が示されてい
る。同一充電電圧で比較すると、充電状態（ＳＯＣ）が
高いほど充電電流は低く、ＳＯＣ１００％すなわち満充
電状態では、充電電流は一定の微小電流値となる。複数
の充電状態についてこのような関係をマップとして記憶
することで、検出された充電電圧及び充電電流から、一
義的にバッテリ１０の充電状態を判定することができ
る。 【００２０】一方、ＲＡＭ１４ｄには、ＲＯＭ１４ｃに
記憶された充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係を
補正するための補正係数が記憶される。補正係数は、後
述する処理によりＣＰＵ１４ｂが算出してＲＡＭ１４ｄ
に供給され、ＣＰＵ１４ｂはこの補正係数を用いてＲＯ
Ｍ１４ｃに記憶された関係を補正してバッテリ１０の現
在の充電状態を判定する。なお、ＲＡＭ１４ｄに記憶さ
れる補正係数は、当初は１、すなわち補正なしに設定さ
れ、ＣＰＵ１４ｂが所定のタイミングでこの補正係数を
新たに算出してＲＡＭ１４ｄに格納し更新する。この補
正係数の更新によりバッテリ１０の経時変化によらず高
精度の充電状態判定が可能となる。 【００２１】図４には、本実施形態における判定装置１
４、具体的には判定装置１４内のＣＰＵ１４ｂで行われ
る補正処理フローチャートが示されている。まず、ＣＰ
Ｕ１４ｂは、ＲＡＭ１４ｄに格納された補正係数を算出
するタイミングか否かを判定する（Ｓ１０１）。この判
定は、予め記憶したバッテリ１０の充電電圧と充電電流
並びに充電状態の関係が維持されない程度にバッテリ１
０が劣化したかを判定するものであり、具体的にはバッ
テリ１０の充放電量が所定値を超えたか否かで判定する
ことができる。もちろん、充放電サイクルをカウントし
て所定回数を超えたか否か、あるいは負荷の駆動回数が
所定回数を超えたか否かで間接的に充放電量を評価する
ことも可能である。 【００２２】そして、補正係数算出タイミングに達した
と判定した場合には、次に発電機１２に制御信号ＣＯＮ
Ｔを供給してバッテリ１０を満充電（ＳＯＣ＝１００
％）とする（Ｓ１０２）。ここで、バッテリ１０を一旦
満充電状態とするのは、満充電状態から放電を開始した
場合には、その放電電流を検出することで精度良くバッ
テリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を推定することができる
からである。なお、バッテリ１０が満充電となったか否
かは、充電電流が一定の微弱電流値となったか否かを電
流センサ２０で検出することで判定できる。 【００２３】バッテリ１０を満充電に設定した後、バッ
テリ１０に接続された負荷、例えばＭ／Ｇ等を駆動し
（Ｓ１０３）、負荷駆動時の放電電流を電流センサ２０
で検出して現在のバッテリ１０の充電状態（ＳＯＣ）を
推定する（Ｓ１０４）。具体的には、Ｍ／Ｇ等を駆動し
た際の放電電流を検出し、この電流値を積算してＡＨ
（アンペア・アワー）を算出し、このアンペア・アワー
（電力）を満充電のバッテリのＡ・Ｈから差し引いてＳ
ＯＣを推定する。予め放電電流と充電状態（ＳＯＣ）と
の関係をマップとして記憶しておき、検出した放電電流
をこのマップと照合して充電状態（ＳＯＣ）を推定する
のも好適である。 【００２４】満充電状態から放電した現在の充電状態
（ＳＯＣ）を推定した後、ＣＰＵ１４ｂは発電機１２に
制御信号ＣＯＮＴを供給し、充電電圧をＶに設定してバ
ッテリ１０を充電する（Ｓ１０５）。そして、充電電圧
をＶに設定して充電したときの充電電流Ｉを電流センサ
２０により検出する（Ｓ１０６）。充電電圧Ｖ及び充電
電流Ｉを得た後、これらを用いて補正係数を算出する
（Ｓ１０７）。Ｓ１０４により現在の充電状態が既知で
あり、Ｓ１０５及びＳ１０６にて充電電圧Ｖ及び充電電
流Ｉが分かっているため、ＲＯＭ１４ｃに記憶されたマ
ップから当初の充電状態における充電電流の値Ｉｏを読
み取り、α（Ｖ）＝Ｉｏ／Ｉにより補正係数α（Ｖ）を
算出する。ここで、α（Ｖ）は、補正係数αが充電電圧
に応じて変化する関数であることを示している。 【００２５】ある充電電圧Ｖにおける補正係数αを算出
した後、全ての充電電圧に対して補正係数が算出された
か否かを判定する（Ｓ１０８）。バッテリ１０の最適充
電電圧はバッテリ１０の温度により変化し、複数の充電
電圧において正確な充電状態を判定するためには、複数
の充電電圧において補正係数を算出する必要がある。こ
のため、必要な全ての充電電圧に対して補正係数が算出
されていない場合には、Ｓ１０５の処理に戻り、新たな
充電電圧Ｖを設定してＳ１０６、Ｓ１０７の処理により
その充電電圧における補正係数α（Ｖ）を算出する。 【００２６】必要な全ての充電電圧について補正係数を
算出した後、さらに全ての充電状態（ＳＯＣ）について
補正係数が算出されたか否かを判定する。充電状態とし
ては、例えば１０％、２０％、３０％・・・９０％の値
を採用することができ、充電状態の数が増大する程（よ
り細かい程）、精度の高い充電状態判定が可能となる。
そして、Ｓ１０４〜Ｓ１０９の処理を繰り返すことで、
所定の全ての充電状態について補正係数α（Ｖ）を算出
する。 【００２７】補正係数α（Ｖ）を算出した後、ＣＰＵ１
４ｂはＲＡＭ１４ｄに格納された補正係数を更新し、以
後、バッテリ１０の充電状態を判定する必要が生じた場
合には、ＲＡＭ１４ｄに格納されたこの補正係数を用い
てＲＯＭ１４ｃに記憶された関係を補正する。具体的に
は、エンジン始動後、一定時間（例えば１０秒）経過し
た後のバッテリ充電電流を電流センサ２０で検出し、Ｒ
ＡＭ１４ｄに記憶された補正係数α（Ｖ）を乗じること
で充電電流を補正し、ＲＯＭ１４ｃに記憶されたマップ
を用いてそのときの充電状態を判定する。 【００２８】図５には、補正係数を用いてＲＯＭ１４ｃ
に格納された関係を補正した例が示されている。なお、
図においては充電状態（ＳＯＣ）７０％の場合が示され
ている。図中、破線はＲＯＭ１４ｃに記憶されている予
め設定された初期のＳＯＣ７０％の充電状態であり、実
線は補正係数α（Ｖ）を用いて補正した後のＳＯＣ７０
％の関係である。一般に、同一充電状態で比較すると、
バッテリ１０の劣化とともに充電電流値が下方に変化す
る（充電電流が減少する）。補正後の関係を用いること
で、バッテリ１０の劣化が生じても高精度にバッテリ１
０の充電状態を判定することができる。 【００２９】なお、本実施形態においては、複数の充電
電圧、複数の充電状態について補正係数α（Ｖ）を算出
しているが、複数の充電電圧値の間、あるいは複数の充
電状態値の間は、例えば線形補間して補正係数α（Ｖ）
を算出することもできる。 【００３０】また、本実施形態では、補正係数を用いて
充電電流の値を補正することで予めＲＯＭ１４ｃに記憶
された関係（充電特性）を補正しているが、ＲＯＭ１４
ｃに記憶されたマップ自体を更新することも可能であ
る。すなわち、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理で複数の充電
状態についてその時の充電電圧及び充電電流が検出され
ているから、この値を用いて充電電圧と充電電流並びに
充電状態との関係を新たにＲＯＭ１４ｃに記憶させれば
よい。 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリが充放電を繰り返し劣化しても、このバッテリ
の充電状態を高精度に判定することができる。これによ
り、バッテリに接続された負荷を高精度に駆動制御でき
るとともに、バッテリを適当に充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態の回路構成図である。
【図２】 図１における判定装置の構成ブロック図であ
る。 【図３】 充電電圧、充電電流及び充電状態の関係を示
すグラフ図である。 【図４】 実施形態における処理フローチャートであ
る。 【図５】 補正後の充電状態を示すグラフ図である。 【符号の説明】 １０ バッテリ、１２ 発電機、１４ 判定装置、１６
温度センサ、１８電圧センサ、２０ 電流センサ。
る。 【図３】 充電電圧、充電電流及び充電状態の関係を示
すグラフ図である。 【図４】 実施形態における処理フローチャートであ
る。 【図５】 補正後の充電状態を示すグラフ図である。 【符号の説明】 １０ バッテリ、１２ 発電機、１４ 判定装置、１６
温度センサ、１８電圧センサ、２０ 電流センサ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 31/36
H02J 7/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 充電電圧と充電電流に基づいてバッテリ
の充電状態を判定する充電状態判定装置において、 充電電圧と充電電流並びに充電状態の関係を記憶する記
憶手段と、前記バッテリの充放電量が所定値を超えたか否かを判定
することで前記関係の補正タイミングか否かを判定する
判定手段と、 前記判定手段で補正タイミングと判定された場合に前記
バッテリを一旦満充電状態まで充電する手段と、 前記満充電状態から放電したときの放電電流に基づき前
記バッテリの充電状態を検出する手段と、 検出された充電状態から充電したときの 充電電圧と充電
電流に基づき、前記記憶手段に記憶された関係を補正す
る補正手段と、前記補正手段で補正された関係及び充電電圧と充電電流
に基づいてバッテリの充電状態を判定する手段と、 を有することを特徴とする充電状態判定装置。
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| JP31831299A JP3397187B2 (ja) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | バッテリ充電状態判定装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| DE10106505A1 (de) * | 2001-02-13 | 2002-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Zustandserfassung von technischen Systemen wie Energiespeicher |
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|---|---|---|---|---|
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| US5321627A (en) * | 1992-03-11 | 1994-06-14 | Globe-Union, Inc. | Battery monitor and method for providing operating parameters |
| US5411537A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-02 | Intermedics, Inc. | Rechargeable biomedical battery powered devices with recharging and control system therefor |
| US5939855A (en) * | 1994-09-06 | 1999-08-17 | Cruising Equipment, Inc. | Power conversion equipment monitor/controller method and apparatus |
| GB2321315A (en) * | 1997-01-21 | 1998-07-22 | Silviu Puchianu | Estimating total working capacity of a battery |
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-
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- 2000-11-08 ES ES00124429T patent/ES2298113T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 2000-11-09 US US09/708,719 patent/US6307351B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9506988B2 (en) | 2012-11-05 | 2016-11-29 | Gs Yuasa International Ltd. | Condition estimation device and method of estimating condition |
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