JP5141089B2

JP5141089B2 - 読取装置

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Publication number: JP5141089B2
Application number: JP2007129202A
Authority: JP
Inventors: 佳史山田; 惠造山田; 美昭町山
Original assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2027-05-15
Also published as: JP2008289220A; WO2008140098A1

Description

本発明は読取装置に係り、特に、自動車用鉛電池の電池状態を検知する電池状態検知装置のメモリに格納されたデータを読み取る読取装置に関する。

自動車用鉛電池は、車両（自動車）の各種電気機器（電気負荷）へ電力を供給している。また、車両にはエンジンにより駆動される発電機（オルタネータ）が装備されており、鉛電池はオルタネータの作動制御により充電され容量が保たれている。近年、カーナビゲーション等の車載機器により車両全体の電気負荷が増している。また、環境問題への配慮から、電動モータとエンジンとを組み合わせたハイブリッド電気自動車や信号停止時等にエンジンを停止させ発進時に再始動させる自動車（ＩＳＳシステム車）等も開発されている。

このような使用環境下では、鉛電池の劣化状態を正確に検知し、現在の充電状態を把握することで常に車両走行に支障がないように配慮する必要があるため、鉛電池の状態検知技術が盛んに研究開発されるようになってきている。これらの電池状態検知装置は、鉛電池の劣化状態判定、鉛電池の充電状態判定等を行い、劣化が進むと鉛電池の交換、充電走行の警告表示を出すものが多い（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１２７２０２号公報

しかしながら、従来の電池状態検知装置では、劣化、充電不足の警告表示をするのは、劣化、充電不足が起こった後、またはこれらの兆候が現れ始めた後である。つまり、本発明者らの知る限り、劣化または充電不足になる前に予防できるようにユーザにアドバイスできる装置はこれまでにはなかった。

本発明は上記事案に鑑み、ユーザによる鉛電池の使用状態に問題があれば、劣化前、充電不足となる前に、改善を促すアドバイスができる読取装置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、本発明は、自動車用鉛電池の電圧を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された電圧により前記鉛電池の電池状態を判定する判定手段と、前記測定手段で測定された電圧からエンジンの作動状態を検知する検知手段と、前記検知手段で検知されたエンジン作動状態に関するデータをメモリに格納する格納手段と、前記格納手段で前記メモリに格納されたデータを送信するための送信手段とを備え前記鉛電池の電池状態を検知する電池状態検知装置の前記メモリに格納されたデータを読み取る読取装置であって、前記送信手段から送信されたデータを受信する受信手段と、前記受信手段で受信したデータにより前記鉛電池の使用状態を診断する診断手段と、前記診断手段で診断した結果を出力する出力手段と、を備え、前記格納手段は、エンジンの累積起動回数および累積作動時間を前記エンジン作動状態に関するデータとして前記メモリに格納するとともに、前記測定手段で測定された鉛電池の開回路電圧を前記メモリに格納し、前記診断手段は、エンジンの累積起動回数および累積作動時間の比率と開回路電圧と鉛電池の使用状態に関する診断結果との関係を予め関連付けたテーブルに基づいて、前記鉛電池の使用状態を診断する、ことを特徴とする。

本発明では、受信手段により電池状態検知装置の送信手段から送信されたデータが受信され、診断手段により受信手段で受信されたデータで鉛電池の使用状態が診断され、出力手段により診断手段で診断された結果が出力される。電池状態検知装置は、自動車用鉛電池の電圧を測定する測定手段と、測定手段で測定された電圧により鉛電池の電池状態を判定する判定手段と、測定手段で測定された電圧からエンジンの作動状態を検知する検知手段と、検知手段で検知されたエンジン作動状態に関するデータをメモリに格納する格納手段と、格納手段で前記メモリに格納されたデータを送信するための送信手段とを備えており、格納手段は、エンジンの累積起動回数および累積作動時間を前記エンジン作動状態に関するデータとしてメモリに格納するとともに、測定手段で測定された鉛電池の開回路電圧をメモリに格納する。読取装置の診断手段は、エンジンの累積起動回数および累積作動時間の比率と開回路電圧と鉛電池の使用状態に関する診断結果との関係を予め関連付けたテーブルに基づいて、鉛電池の使用状態を診断する。出力手段としては、診断結果を表示したり、プリントしたりできるものが好ましい。受信手段は、送信手段が発光素子を点滅させて光通信を行う場合、発光素子による発光を受光する受光素子を備えるようにしてもよい。

本発明によれば、診断手段により受信手段で受信されたデータで鉛電池の使用状態が診断され、出力手段により診断手段で診断された結果が出力されるので、ユーザの鉛電池の使用状態に問題があれば、劣化前、充電不足となる前に、改善を促すアドバイスをすることができる、という効果を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る電池状態検知装置および読取装置の実施の形態について説明する。

（構成）
＜鉛電池およびＡＩユニット＞
図１に示すように、鉛電池２０（型式：６５Ｂ２４Ｒ）は、電池容器となる略角型の電槽を有しており、電槽内には合計６組の極板群が収容されている。電槽の材質には、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）等の高分子樹脂を用いることができる。各極板群は複数枚の負極板および正極板がセパレータを介して積層されており、セル電圧は２．０Ｖである。このため、鉛電池２０の公称電圧は１２Ｖとされている。電槽の上部は、電槽の上部開口を密閉するＰＥ等の高分子樹脂製の上蓋に接着ないし溶着されている。なお、電槽の略中央部には、サーミスタ等の温度センサが埋設されている。

上蓋には、鉛電池２０を自動車用電源として外部へ電力を供給するための正極端子１および負極端子２が立設されている。また、上蓋には、鉛電池２０の電池状態（充電状態（ＳＯＣ）および健康状態（ＳＯＨ））を判定する電池状態検知装置としてのＡＩユニットが収容（内蔵）されている。

図２に示すように、ＡＩユニット３０は、Ａ／Ｄコンバータ、基準電源等で構成され鉛電池２０の電圧を測定する電圧測定部３３と、上述した温度センサ、Ａ／Ｄコンバータ等で構成され鉛電池２０の温度を測定する温度測定部３４と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有して構成された演算部３１と、不揮発性メモリのＥＥＰＲＯＭ３２と、スイッチボタン（以下、スイッチと略称する。）３（図１も参照）、発光素子としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）４〜７、Ｄ／Ａコンバータ、トランジスタ、抵抗等を有して構成されＬＥＤ４〜７を点灯ないし点滅させて鉛電池２０の電池状態を表示するとともに後述する読取装置との光通信に供される操作表示部３５と、コイル式のブザー、ブザーを作動させるためのＤ／Ａコンバータ、トランジスタ、抵抗等を有して構成され警告音を発生させる報知部３６と、を備えている。

これら各部は、基板２５（図７参照）の両面に実装されている。また、ＡＩユニット３０は上蓋内で不図示の接続導体により正極端子１および負極端子２に接続されており、作動電源は鉛電池２０から供給される。

図１および図７に示すように、操作表示部３５を構成するＬＥＤは、右から順に、鉛電池２０の健康状態が良好であることを示す緑色ＬＥＤ７、要注意であること（鉛電池２０の劣化が進んでいること）または要充電を示す黄色ＬＥＤ６、要交換であることを示す赤色ＬＥＤ５、過充電状態にあることを示す赤色ＬＥＤ４の順にピッチ５．２ｍｍで配設されており、これらのＬＥＤ４〜７は板状の半透明樹脂カバー２３で覆われている。このため、ＬＥＤの発光は散乱してカバー２３を透過することにより、鉛電池２０の斜め方向からの点灯ないし点滅の視認性が高められている。なお、鉛電池２０の上蓋にはシール２２（図８参照）が貼られているが、カバー２３が位置する部分は透明で光を透過し、ＬＥＤ４〜７の表示・通信機能が損なわないようにされている。

電池状態を表示する場合、黄色ＬＥＤ６以外の３つのＬＥＤ４、５、７は点灯するのみであるが、黄色ＬＥＤ６は、鉛電池２０の健康状態が要注意であることを示すときは点灯し、要充電であることを示すときに点滅する。

表１に示すように、これらのＬＥＤは、エンジン停止後、鉛電池２０の電池状態を表示するために、ＬＥＤ７を除き、自動的に約３０秒間点灯ないし点滅するが、スイッチ３が押下されたときにも５秒間点灯ないし点滅する。また、ＬＥＤ６、７は、読取装置５０との光通信にも供されるが、その動作等については後述する。

なお、上蓋のＡＩユニット３０のブザーが実装された位置にはブザー放音孔１７が形成されており（図１参照）、ＡＩユニット３０の操作表示部３５の上面は上蓋の上面と略同一平面を形成している。

＜読取装置＞
ＡＩユニット３０のＥＥＰＲＯＭ３２に格納されたデータは操作表示部３５のＬＥＤにより送信され、鉛電池２０の販売や点検を行う電池メーカの協力会社に配備された読取装置５０で読み取られる。図４に示すように、読取装置５０は、本体部８と、本体部８に接続された受光部１５とで構成されている。本体部８には、電源ボタン９、十字ボタン１０、クリアボタン１１、確定ボタン１２の各ボタンを有する入力部、プリンタ１３、液晶表示装置（以下、ＬＣＤという。）１４および制御部が配設されている。

図６に示すように、制御部は、入力部から入力されたユーザの指令を制御するための入力制御部５２、ＬＣＤ１４の表示制御を行うＬＣＤ制御部５３、プリンタ１３の印刷制御を行うプリンタ制御部５４、マイクロプロセッサ（以下、ＭＰと略称する。）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する演算部５１、受光部１５、および、読取装置５０の電源となる電源部５６で構成されている。

図５に示すように、受光部１５には、受光素子１９が、横方向にピッチ２．６ｍｍで９列、縦方向にピッチ２ｍｍで３列、合計２７個配設されている。受光素子１９は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣＣＤ等を用いることができる。本形態では、フォトトランジスタが縦方向に３列に配設されているが、１列としてもよい。図７に示すように、受光部１５の受光素子１９は、鉛電池２０（ＡＩユニット３０）のＬＥＤ４〜７と対向するように鉛電池２０の上蓋に載置される。受光部１５のＬＥＤ４〜７の対向側周部は受光素子１９より突出した突出部が形成されており、突出部を鉛電池２０の上蓋上面に当接させて、鉛電池２０（ＡＩユニット３０）と光通信を行う（ＬＥＤ６、７の光信号を受信する）構成である（図４に示す状態）。

本形態では、受光素子１９の数がＬＥＤ（発光素子）の数より多いが、これによって受光素子と発光素子が同数の構成よりも位置ズレによる通信エラーが起きにくくなる。図５の横方向の受光素子１９の数は光通信に供するＬＥＤ６、７の数の２倍以上であることが望ましい。

また、図４に示すように、受光部１５の受光素子１９が配設された反対側の面（受光部１５の上部）には、鉛電池２０（ＡＩユニット３０）から光通信で受信したデータの受信状態を表示する２つのＬＥＤ１６が配設されている。一方のＬＥＤ１６はデータを１／２受信したときに点灯し、他方のＬＥＤ１６はデータの受信が完了したときに点灯する。

受信部１５の載置方向は鉛電池２０の上面から見て上下２通りあるが、いずれの載置方向でも正常に読み取ることができる。本形態の読取装置５０は、等時間間隔で発光するクロック信号の位置を検出することで受信部１５の向きを検知するが、例えば、クロック信号以外のＬＥＤ（光通信に使用されないＬＥＤ４、５を含む。）により、ＬＥＤの点滅の特徴からどのＬＥＤか識別して受光部１５の向きを特定するようにしてもよい。

（動作）
次に、ＡＩユニット３０および読取装置５０の動作について、ＡＩユニット３０の作動モードに従って説明する。

ＡＩユニット３０は、表１に示すように、鉛電池２０の電池状態を、ＬＥＤを点灯ないし点滅させて表示する通常モード、および、ＥＥＰＲＯＭ３２に格納された鉛電池２０のデータをＬＥＤ６、７を点滅させて読取装置５０に送信する履歴読出モードの２つの作動モードを有している。通常モードは、ＡＩユニット３０を収容した鉛電池２０が自動車に搭載された後に実行されるモードであり、上述したように、鉛電池２０の電池状態に応じてＬＥＤが点灯ないし点滅する。履歴読出モードは、主に、鉛電池２０の診断や点検が必要な場合に、鉛電池２０がどのような履歴を有するかを光通信で出力するためのモードである。

ＡＩユニット３０の演算部３１のＣＰＵ（以下、ＣＰＵと略称する。）の通常モードにおける主要動作は、鉛電池２０の電圧を監視（測定）し、鉛電池２０の電池状態（ＳＯＨ、ＳＯＣ）が予め設定された判定しきい値より低下したと判定したときに、エンジン停止後に、ＬＥＤおよびブザーでユーザ（ドライバ）に警告を与えるものであるが、詳しくは以下の通りである。

ＣＰＵは、所定時間（例えば、２ｍｓ）毎に、電圧測定部３３を介して鉛電池２０のデジタル電圧値を取り込んでおり、取り込んだ電圧値に基づいて鉛電池２０のＳＯＣ、ＳＯＨを決定（算出）する。また、ＣＰＵは温度測定部３４を介して所定時間（例えば、１秒）毎に、鉛電池２０の温度測定を行い、取り込んだ温度値により、例えば、室温（２５°Ｃ）におけるＳＯＣ、ＳＯＨに温度補正する。

ＳＯＣを決定するには、開回路電圧（ＯＣＶ）を測定するのが簡単である。このためには、各ＳＯＣの鉛電池についてＯＣＶのデータを予め取得し、ＯＣＶとＳＯＣとの関係式ないしマップを作成しておき、電圧測定部３３を介して測定したＯＣＶから関係式ないしマップを利用してＳＯＣを逆算する。

鉛電池の劣化を判定するには、例えば、鉛電池２０が最初に車両に搭載されたときの、換言すれば、鉛電池２０が実質的に無劣化状態での、エンジン始動時の鉛電池２０の最低電圧値Ｖｓｔ０を電圧測定部３３で測定してＥＥＰＲＯＭ３２に最低電圧値Ｖｓｔ０を格納しておく。その後、直近のエンジン始動時の鉛電池２０の最低電圧値Ｖｓｔを電圧測定部３３で測定し、無劣化状態での最低電圧値Ｖｓｔ０と直近の最低電圧値Ｖｓｔとの差を求める。鉛電池２０は劣化が進むに従ってこの差（Ｖｓｔ０−Ｖｓｔ）が大きくなる特性を利用して、この差が基準値より大きいか否かをＣＰＵが判断することにより、劣化の判定を行うことができる。本形態では、基準値を２つ有しており、劣化がある程度進んだときに、ＣＰＵが黄色ＬＥＤ６を所定時間点灯させ、劣化したとき（要交換のとき）に赤色ＬＥＤ５を点灯させる。

また、ＡＩユニット３０は、電圧測定部３３で測定した鉛電池２０の電圧に基づいてエンジン状態を検知する機能を有している。すなわち、ＣＰＵは、通常モードにおいて、鉛電池２０の電圧を常時監視（測定）し、測定した電圧の変化より、エンジン始動、エンジン起動中、エンジン停止のエンジン状態を判定する。

＜エンジン始動＞
一般に、ガソリンエンジン車、ディーゼルエンジン車等の内燃機関を有する車両では、鉛電池から電力を供給しセルモータを回して、エンジンを始動する。この際、大電流が流れるが、それに伴い、鉛電池２０の端子間電圧は大きく降下する。このときの電圧降下および電流の時間変化を測定すると、セルモータに電流が流れ始めた直後に、鋭いピーク状の大電流が流れ、同時に鉛電池２０の端子間電圧は鋭い谷状の電圧降下を示す。このときの最低電圧値Ｖｓｔが上述したようにＳＯＨを決定するときのデータとなる。

このため、ＣＰＵは、鉛電池２０の放電開始後Ｘ（１〜１００）ｍｓ以内にＹ（０．５０〜３．０）Ｖ以上の電圧降下（例えば、１５ｍｓ以内に１．５Ｖ以上の電圧降下）があり、かつ、その後にある所定値ａ（ａ：鉛電池２０のＯＣＶの１０９〜１２１％の電圧値）以上になったか否かを判断し、肯定判断のときにはエンジン始動があったものと判定する。一方、否定判断のときにはカーエアコンやカーナビゲーション等の車載電装品を起動させたものとみなす（エンジンは始動していないとみなす）。

なお、このエンジン始動に関連して、ＣＰＵは、初めて、鉛電池２０の放電開始後Ｘ（１〜１００）ｍｓ以内にＹ（０．５０〜３．０）Ｖ以上の電圧降下（例えば、１５ｍｓ以内に１．５Ｖ以上の電圧降下）があり、かつ、その後にある所定値ａ（ａ：鉛電池２０のＯＣＶの１０９〜１２１％の電圧値）以上と判断したときに、鉛電池２０が自動車に搭載されたものとみなし、通常モードへの移行指令がなされたものと判断する。通常モードに移行すると、内部時計による計時を開始するとともに、ＥＥＰＲＯＭ３２にこのときの鉛電池２０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔ０（鉛電池２０の無劣化状態における最低電圧値）およびチェックサムを書き込む。

＜エンジン起動中＞
ＣＰＵは、上述したエンジン始動の肯定判断の後、常時鉛電池２０の電圧が上述した所定値ａ以上（エンジンが起動中の場合は発電機（オルタネータ、レギュレータ）が作動しているため、鉛電池２０は充電状態となっており、電圧がＯＣＶより高くなる。）か否かを判断し、肯定判断のときにエンジン起動中と判定する。

＜エンジン停止＞
（１）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池２０の電圧がある一定値ｂ以下になった場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｂの電圧値には、例えば、鉛電池２０のＯＣＶの１０３〜１０８％の電圧値を用いることができる。また、（２）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池２０の電圧がある一定値ｃ以上の速度で低下し、かつ、電圧の降下幅がある一定値ｄ以上の場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｃの電圧低下速度として１．０〜４．０Ｖ／ｓ、また、ｄの電圧降下幅として０．０５〜０．２０Ｖを用いることができる。さらに、（３）エンジン起動中と判断した後に、鉛電池２０の電圧がある一定値ｅ以下に低下し、かつ、そのときの電圧の変化幅が、ある一定値ｆの時間幅で、ある一定値ｇ以下になった場合：エンジン起動状態からエンジン停止状態になったと判定する。ｅの電圧値として鉛電池２０のＯＣＶの１０２〜１０９％の電圧値、ｆの値として０．０１〜１．０ｓ、ｇの電圧の変化幅として０．１〜０．３Ｖを用いることができる。ＣＰＵは、（１）〜（３）のいずれかに該当したときに、エンジンが停止したもと判定する。

ＣＰＵは、エンジン停止と判定すると、ＥＥＰＲＯＭ３２にエンジンの累積起動回数と、内部時計を参照して累積作動時間と、鉛電池２０のＯＣＶとを書き込み、チェックサムを更新する。ＥＥＰＲＯＭ３２には前回までの累積起動回数および累積作動時間が書き込まれており、今回のエンジンの累積起動回数および累積作動時間が累積される。なお、ＣＰＵは、エンジン停止後、鉛電池２０の分極反応が解消した後（例えば、６時間経過後）に測定した鉛電池２０の電圧をＯＣＶとして測定してＲＡＭに格納しておき、エンジン始動があった後、エンジン始動前のＯＣＶをＥＥＰＲＯＭに書き込む（前回ＥＥＰＲＯＭに格納されていたＯＣＶを直近のＯＣＶに書き換える）。

また、ＣＰＵは、通常モードにおいて、所定時間（例えば、２週間＝３３６時間）毎に、ＥＥＰＲＯＭ３２に鉛電池２０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔをデータとして書き込み、チェックサムを更新する。なお、所定時間経過時に常にエンジン始動がなされているとは限らないので、所定時間経過前のＲＡＭに格納されている直近のデータを書き込むことになる。

上述したように、ＣＰＵは、常時あるいは随時、判定しきい値との比較によりＳＯＣ、ＳＯＨの判定を行う。判定しきい値より低下していた場合は、報知タイミングに合わせて報知するための準備動作を行う。本形態では、表１に示したように、警報のレベルを原則として「良好」、「要注意」、「要交換」（不良）の３段階にレベル分けしている。

ＡＩユニット３０が鉛電池２０の上蓋に収容されているため、ＡＩユニット３０は、鉛電池２０が設置される場所に配置される。多くはエンジンルーム内であり、または車室等の自動車内であり、ブザーが発する警告音は走行中は車両のノイズにより聞こえにくい。このため、ＡＩユニット３０が発する警告音の発生タイミングを以下のように設定して、ユーザが警告音を聞きやすいタイミングで発し、ユーザに警告音が確実に伝達されるようにしている。なお、ＣＰＵは、エンジンが停止したと判定した後、直ちに、Ｄ／Ａコンバータを介してＬＥＤを点灯させるトランジスタのゲートにハイレベル信号を継続してまたは断続的に出力してＬＥＤを点灯ないし点滅させるとともに、所定時間経過後、別のＤ／Ａコンバータを介してブザーを作動させるトランジスタのゲートにハイレベル信号を送出して警告音を発生させる。

エンジン起動状態からエンジンを停止するタイミングにおいて、ユーザは、自動車から降り、ドアを閉め、ドアをロックして、自動車から離れる、という一連の動作を行うことが多いと推定される。従って、警告音を発生させる場合（例えば、Ｖｓｔ０とＶｓｔとの差が判定しきい値を下回った場合）に、エンジンが停止したと判定したタイミングから一定のタイムラグを設けて報知すれば、警報がユーザに伝達される可能性が高くなる。報知開始タイミングに加えて、ブザーの警告音による報知継続時間もまた重要な要因である。

報知開始はエンジン停止後０〜６０秒までの間に行われることが好ましい。報知継続時間は２秒以上とすることが好ましく、最大数分間報知し続けることが望ましい。また、これらの時刻、時間の最適値は、車両の使用形態によって異なるので、鉛電池２０の用途に応じて、個々のケースにより決定するようにすればよい。なお、本形態の鉛電池２０は一般乗用車用のもので、表１に示すように、ブザーによる警告音の報知継続時間を約３０秒に設定している。

本形態のＡＩユニット３０によればほとんどの場合、警告音をユーザに確実に伝達できるが、実際には数回の聞き逃しが発生することを想定して、警告音を発生させるＳＯＣ、ＳＯＨの判定しきい値は余裕を持ってやや高めに設定しておくようにしてもよい。

一方、ＬＥＤ４〜７による鉛電池２０の電池状態の表示では、エンジン停止後、直ちに、ＬＥＤを点灯ないし点滅させて表示する。その時間は、本実施例では、表１に示すように、約５分間である。また、ＡＩユニット３０は、操作表示部３５にスイッチ３を配置している。ブザーによる警告音を聞いた、または、電池状態を知りたいと希望するユーザが鉛電池２０の電池状態（ＳＯＣ、ＳＯＨ）を確認できるようにするためである。すなわち、スイッチ３が１回押下された場合、表１に示すように、電池状態をＬＥＤ５で表示するようにして、ユーザが任意に電池状態を把握できるようにしている。

ＣＰＵは、スイッチ３が所定操作で押下されたときは、履歴読出モードへの移行指令があったものと判断する。この所定操作としては、例えば、５秒以内にスイッチ３を７回押下する操作を挙げることができる。

履歴読出モードでは、ＬＥＤ６、７を高速点滅させること（光通信）で、ＡＩユニット３０のＩＤおよび所定時間毎にＥＥＰＲＯＭ３２に格納された鉛電池２０のデータが送信され、最後にチェックサムが送信される。図３に示すように、履歴読出モードでは、ＬＥＤ７は、０．５ｍｓ間点灯、０．５ｍｓ間消灯を繰り返すクロック生成用ＬＥＤとして用いられる。また、ＬＥＤ６は、ＥＥＰＲＯＭ３２に格納されたデータを２値で（１ｍｓの間点灯または消灯することにより）シリアル送信するデータ送信用ＬＥＤとして用いられる。シリアル送信のため、データ送信の間には、例えば、ＬＥＤ６が消灯する５ｍｓの送信休止時間が存在する。なお、ＬＥＤ４、５は、通常モードのみで使用され、履歴読出モードでは使用されない。

ＡＩユニット３０のＬＥＤ６、７から送信された光信号は、読取装置５０で読み取られる。読取装置５０は、ＬＥＤ６、７にそれぞれ近接配置された２７個の受光素子１９でＬＥＤ６、７の点滅による送信信号を受光して、ＡＩユニット３０のＩＤおよび鉛電池２０の電池データを演算部５１のＲＡＭに格納し、チェックサムによる送信データの確認後、ＬＣＤ１５に表示する。また、必要に応じて、受信したデータの全部または一部をプリンタ１３で出力する。なお、時系列的な最低電圧値Ｖｓｔの変化（劣化の推移）はグラフで表した方が把握しやすい。

これにより、鉛電池２０の劣化経緯を把握することができる。上述したように、鉛電池２０のエンジン始動時の最低電圧値Ｖｓｔは、鉛電池２０が初めて自動車に搭載されたときの（鉛電池２０が無劣化状態のときの）最低電圧値Ｖｓｔ０から、鉛電池２０の内部抵抗値の増加により、徐々に低下して劣化していく。また、上述したように、最低電圧値Ｖｓｔのデータは２週間毎に追加される。従って、例えば、最低電圧値Ｖｓｔの変化のグラフを参照すれば、どの時点で劣化が進んだか等を把握することができる。

また、ＡＩユニット３０の演算部５１のＭＰは、受信した電池データの中から、エンジンの累積起動回数、エンジンの累積作動時間および鉛電池２０のＯＣＶを抽出し、累積作動時間を累積起動回数で除算することにより、エンジン始動１回あたりの乗車時間（ｍｉｎ）を算出した後、累積起動回数および累積作動時間の比率と予め定められた基準値との大小関係、累積起動回数および累積作動時間の比率、鉛電池のＯＣＶ、鉛電池の使用状態に関する診断結果の関係を予め関連付けたテーブルに基づいて、鉛電池２０の使用状態を診断し、診断結果（鉛電池２０の使用についてのアドバイス内容）をＬＣＤ１４ないしプリンタ１３で出力する。

ここで、ＭＰが実行する鉛電池２０の使用状態の診断処理について、処理内容をより明らかにするために、実施例を参照して捕捉する。表１は、任意の１２台の車種にＡＩユニット３０を内蔵した鉛電池２０を６ヶ月〜１年程度の期間搭載した後、内部のデータを読み出したものである。

〔自動車6〕、〔自動車8〕、〔自動車11〕はエンジン始動1回あたりの乗車時間が他の車種に比べ短いことが分かる。それにほぼ同調して鉛電池２０のＯＣＶも低いことを読み取ることができる。〔自動車6〕、〔自動車11〕はすでに充電不足を起こしているが〔自動車8〕はまだ完全な充電不足ではなく、今後もう少し１回あたりの走行時間を長くすれば充電状態は良好へと推移していくだろうと考えられ、このようにアドバイスをすることが可能となる。この実施例では実験の意味もあったのでデータの読取時期を遅くしたが、もう少し早い時期で読み取り、データ評価を行っていれば、〔自動車6〕、〔自動車11〕も充電不足になる前に使用者に走行のアドバイスをできたのは明白であり、充電不足を回避することができたと考えられる。ＭＰは、このような状況を踏まえ、上述したテーブルに基づいて鉛電池２０の使用状態の診断を行う。

ＭＰは、履歴読出モードにおいて、５秒以内にスイッチ３が３回押下されたか、および、履歴読出モードへの移行指令から１０分が経過したかを判断しており、両者とも否定判断のときは履歴読出モードにおける処理ルーチンを続行し、いずれかが肯定判断のときは、履歴読出モードにおける処理ルーチンを終了し、通常モードにおける動作を行う。

（効果等）
次に、本実施形態のＡＩユニット３０および読取装置５０の効果等について説明する。

ＡＩユニット３０のＥＥＰＲＯＭ３２にはエンジン作動状態（エンジンの累積起動回数および累積作動時間）並びに鉛電池２０のＯＣＶのデータが格納されており、操作表示部３５のＬＥＤ６、７で読取装置５０にＥＥＰＲＯＭ３２に格納されたデータを送信する。一方、読取装置５０は受光部１５でデータを受信し（読み取り）、演算部５１でデータを解析し診断を行ってＬＣＤ１４やプリンタ１３に出力することで、ユーザによる鉛電池２０の充電不足状態等の使用に問題のある場合に、ユーザに適切なアドバイスを行うことができる。これにより、例えば、充電不足状態の場合には、サルフェージョンを防ぐことができ、ユーザは鉛電池２０を本来の設計寿命まで使用することが可能となる。なお、診断結果、使用に問題のない場合でも、その旨のアドバイスすることでユーザは鉛電池２０の好適使用を継続することが可能となる。

ここで、従来の電池状態検知装置と、本実施形態のＡＩユニット３０および読取装置５０について比較する。従来の電池状態検知装置および本実施形態のＡＩユニット３０は、いずれも自動車に搭載され、鉛電池の電池状態を検知する点では共通する。しかしながら、従来の電池状態検知装置では、鉛電池が劣化後または劣化傾向を示した後に鉛電池の状態を報知するので、例えば、エンジン停止後の再起動ができないなどの鉛電池のトラブルを防止することはできるが、充電不足、劣化を未然に防止することはできない。これに対し、本実施形態では、読取装置５０でＡＩユニット３０のデータを読み取り解析してユーザにアドバイスするので、鉛電池のトラブルを防止できることはもとより、鉛電池２０が劣化する前、または劣化傾向を示す前に鉛電池２０の使用状態の改善を促すことができ（ユーザは鉛電池２０をより良好な状態で使用することができ）、鉛電池２０の寿命を延ばすことができる。

なお、本実施形態では、ＡＩユニット３０と読取装置５０との送受信を発光素子と受光素子との光通信で行う例を示したが、本発明はこれに限らず、音響カプラよる音声通信や電波による無線通信を用いるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ユーザに最低電圧値Ｖｓｔの低下による鉛電池２０の劣化状態を示すために、ＡＩユニット３０のＥＥＰＲＯＭ３２に格納されたデータを全て読取装置５０に送信する例を示したが、ＥＥＰＲＯＭ３２に格納されたデータのうち、例えば、エンジンの累積起動回数および累積作動時間のみ送信しても、エンジン始動１回あたりの乗車時間を算出し基準値と比較することができるので、それなりに鉛電池２０の使用状態の診断を行うことができるが、鉛電池２０のＯＣＶも送信することで、読取装置５０は鉛電池２０の使用状態についてより適正な診断を行うことができる。さらに、この場合に、鉛電池２０のＯＣＶに代えてまたは鉛電池２０のＯＣＶに加えて、最低電圧値Ｖｓｔの履歴を送信するようにしてもよい。この場合には、読取装置５０は、例えば、最低電圧値Ｖｓｔとエンジンの累積作動時間との診断結果を予め関連付けたテーブルを参照して、診断（アドバイス）することが可能となる。

本発明は、ユーザによる鉛電池の使用状態に問題があれば、劣化前、充電不足となる前に、改善を促すアドバイスができる読取装置を提供するものであるため、鉛電池の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

本発明が適用可能な実施形態の鉛電池を模式的に示す外観斜視図である。鉛電池の上蓋に収容されたＡＩユニットの概略ブロック図である。ＡＩユニットの操作表示部のＬＥＤがＥＥＰＲＯＭに格納されたＩＤおよび電池データを送信するときのタイミングチャートである。鉛電池の上蓋に受光部を載置したときの読取装置を模式的に示す外観斜視図である。読取装置の受光部の受光素子を示す外観斜視図である。読取装置の概略ブロック図である。ＡＩユニットのＬＥＤと読取装置の受光素子との関係を示す断面図である。

符号の説明

６、７ＬＥＤ（送信手段の一部）
１３プリンタ（出力手段の一部）
１４液晶表示装置（出力手段の一部）
１９受光素子（受信手段の一部）
２０鉛電池（自動車用鉛電池）
３０ＡＩユニット（電池状態検知装置）
３１演算部（判定手段、検知手段、格納手段）
３２ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）
３３電圧測定部（測定手段の一部）
５０読取装置
５１演算部（診断手段）

Claims

自動車用鉛電池の電圧を測定する測定手段と、前記測定手段で測定された電圧により前記鉛電池の電池状態を判定する判定手段と、前記測定手段で測定された電圧からエンジンの作動状態を検知する検知手段と、前記検知手段で検知されたエンジン作動状態に関するデータをメモリに格納する格納手段と、前記格納手段で前記メモリに格納されたデータを送信するための送信手段とを備え前記鉛電池の電池状態を検知する電池状態検知装置の前記メモリに格納されたデータを読み取る読取装置であって、
前記送信手段から送信されたデータを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信したデータにより前記鉛電池の使用状態を診断する診断手段と、
前記診断手段で診断した結果を出力する出力手段と、
を備え、
前記格納手段は、エンジンの累積起動回数および累積作動時間を前記エンジン作動状態に関するデータとして前記メモリに格納するとともに、前記測定手段で測定された鉛電池の開回路電圧を前記メモリに格納し、
前記診断手段は、エンジンの累積起動回数および累積作動時間の比率と開回路電圧と鉛電池の使用状態に関する診断結果との関係を予め関連付けたテーブルに基づいて、前記鉛電池の使用状態を診断する、
ことを特徴とする読取装置。
前記送信手段は発光素子を点滅させて前記メモリに格納されたデータを送信し、前記受信手段は前記発光素子による発光を受光する受光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の読取装置。