WO2016194271A1 - 補機用バッテリの状態判定装置、及び、補機用バッテリの状態判定方法 - Google Patents

補機用バッテリの状態判定装置、及び、補機用バッテリの状態判定方法 Download PDF

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裕行 神保
毅 千葉
峻介 新田
杉江　一宏
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Definitions

  • the present invention relates to a state determination device that determines the state of a drive battery that is a power source of a vehicle drive motor and an auxiliary battery that is provided separately, and a state determination method for an auxiliary battery.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus for estimating the state of a battery for starting an engine using a current sensor having a small full scale.
  • the state of the battery is measured using the current value before a large inrush current flows, that is, the current value measurable by a current sensor with a small full scale. Is estimated.
  • An auxiliary battery state determination apparatus is provided separately from a driving battery that is a power source of a vehicle driving motor, and is an auxiliary battery that is an auxiliary power source whose output voltage is lower than that of the driving battery.
  • the sensor part which detects the magnitude
  • the internal resistance calculation part which calculates the internal resistance of the battery for auxiliary machines based on the magnitude
  • the internal resistance calculation unit detects a stable period in which the magnitude of the terminal voltage and the current is within a predetermined fluctuation range before the auxiliary machine is activated, and the activation of the auxiliary machine.
  • the internal resistance is calculated based on the magnitude of the terminal voltage and the magnitude of the current detected by the sensor unit within a predetermined period.
  • a method for determining a state of an auxiliary battery according to the present invention is provided separately from a driving battery that is a power source of a vehicle driving motor, and is an auxiliary battery that is an auxiliary power source whose output voltage is lower than that of the driving battery.
  • a detecting step of detecting the magnitude of the terminal voltage and the magnitude of the current flowing through the auxiliary battery.
  • an internal resistance calculating step of calculating an internal resistance of the auxiliary battery based on the magnitude of the terminal voltage and the magnitude of the current detected in the detecting step is included.
  • a stable period in which the magnitude of the terminal voltage and the current is within a predetermined fluctuation range and the activation of the auxiliary machine are detected before the auxiliary machine is activated.
  • the internal resistance is calculated based on the magnitude of the terminal voltage and the magnitude of the current detected in the detection step within a predetermined period.
  • the block diagram which shows a part of vehicle provided with the state determination apparatus which concerns on this Embodiment The graph which shows the voltage of the battery for auxiliary machines which concerns on embodiment of this invention
  • the auxiliary battery is a battery serving as a power source for an auxiliary machine that is provided separately from a driving battery for supplying large electric power to a driving motor such as a hybrid vehicle.
  • the output voltage of the auxiliary battery is lower than the output voltage of the driving battery.
  • the present invention provides an auxiliary battery state determination apparatus and an auxiliary battery state determination method capable of accurately and appropriately determining the state of an auxiliary battery in which a large inrush current does not flow.
  • the purpose is to do.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a part of a vehicle including a state determination device 10 according to the present embodiment.
  • the state determination device 10 is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, or an electric vehicle.
  • an auxiliary battery that is a power source of an auxiliary machine having an output voltage lower than that of the driving battery is provided separately from the driving battery that is the power source of the driving motor of the vehicle.
  • the present invention can be applied to any vehicle provided.
  • the vehicle includes a state determination device 10, an auxiliary battery 20, an ECU (Electric Control Unit) 30, a load 31, a driving battery 41, a DC-DC converter 42, a motor peripheral auxiliary machine 43, A drive motor 44 is provided.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the state determination device 10 is a device that determines the state of the auxiliary battery 20.
  • the state determination device 10 determines the state of the auxiliary battery 20 at a timing according to the discharge information output from the ECU 30. Details of the configuration of the state determination device 10 will be described later.
  • the auxiliary battery 20 is a battery such as a lead-acid battery that can be charged and discharged.
  • the auxiliary battery 20 supplies power to the load 31, the ECU 30, the motor peripheral auxiliary machine 43, and the state determination device 10.
  • the auxiliary battery 20 is charged by the driving battery 41 via the DC-DC converter 42.
  • the ECU30 controls the equipment mounted on the vehicle. For example, the ECU 30 transmits an operation control signal to the motor peripheral accessory 43 to control the motor peripheral accessory 43, and transmits a voltage control signal to the DC-DC converter 42 to control the DC-DC converter 42. Do.
  • the ECU 30 transmits discharge information indicating that the auxiliary battery 20 is discharged to the state determination device 10. Further, the ECU 30 receives information on the state determination result of the auxiliary battery 20 from the state determination device 10 and performs control according to the determination result.
  • the load 31 is various electric devices mounted on a vehicle such as an air conditioner, interior lighting, a meter panel, and a lighting device.
  • the driving battery 41 supplies a large amount of electric power used for traveling of the vehicle to the driving motor 44 via the motor peripheral accessory 43.
  • the driving battery 41 is, for example, a lithium ion battery.
  • the DC-DC converter 42 lowers the voltage of the driving battery 41 and outputs the electric power of the driving battery 41 to the power supply line L10. As a result, the DC-DC converter 42 supplies power to the load 31 and charges the auxiliary battery 20.
  • the DC-DC converter 42 is controlled by the ECU 30.
  • the motor peripheral auxiliary machine 43 is an auxiliary machine necessary for driving the driving motor 44.
  • the motor peripheral accessory 43 includes a relay switch that opens and closes the contact of the power line of the drive battery 41 and the contact of the power line such as an inverter circuit in the drive motor 44.
  • the motor peripheral auxiliary machine 43 is driven by the electric power of the auxiliary battery 20 based on the operation control signal output from the ECU 30.
  • the drive motor 44 is a drive motor that drives the vehicle.
  • the drive motor 44 is driven by power supplied from the drive battery 41.
  • the state determination device 10 includes a timing determination unit 11, a sensor unit 12, an internal resistance calculation unit 13, and a storage unit 14.
  • each functional block of the state determination device 10 may be configured as a one-chip semiconductor integrated circuit, except for the elements of the sensor unit 12 (such as current detection resistors). Further, the state determination device 10 may be configured by a plurality of semiconductor integrated circuits except for the elements of the sensor unit 12.
  • a part of the state determination device 10 or the whole except the elements of the sensor unit 12 may be configured by one semiconductor integrated circuit together with the ECU 30 or another ECU mounted on the vehicle. Further, the plurality of functional blocks of the state determination device 10 may be integrated into one functional block.
  • the timing determination unit 11 determines the timing for determining the state of the auxiliary battery 20 based on the discharge information transmitted by the ECU 30.
  • the timing determination unit 11 transmits a signal to the internal resistance calculation unit 13 at the above timing to notify the internal resistance calculation unit 13 that it is a timing for determining the state of the auxiliary battery 20.
  • the sensor unit 12 detects the charge / discharge current and the terminal voltage of the auxiliary battery 20.
  • the charging / discharging current and the terminal voltage value detected by the sensor unit 12 are stored in the storage unit 14.
  • the internal resistance calculation unit 13 reads the values of the discharge current and the terminal voltage stored in the storage unit 14 from the storage unit 14 based on the timing notified from the timing determination unit 11. Then, the internal resistance calculation unit 13 performs a state determination process for calculating the internal resistance of the auxiliary battery 20 using the value read from the storage unit 14. Details of these state determination processes will be described later.
  • the internal resistance calculation unit 13 notifies the ECU 30 of the calculation result of the internal resistance as a state determination result.
  • the internal resistance calculation unit 13 may output the state determination result to another control unit.
  • a display unit (not shown) of the state determination device 10 may display the result or give a warning based on the state determination result.
  • the storage unit 14 stores the charge / discharge current of the auxiliary battery 20 detected by the sensor unit 12 and the value of the terminal voltage.
  • the motor peripheral auxiliary machine 43 is driven by the electric power of the auxiliary battery 20.
  • power can be supplied from the drive battery 41 to the drive motor 44.
  • the driving motor 44 is driven by the electric power of the driving battery 41
  • the auxiliary battery 20 is charged from the driving battery 41 via the DC-DC converter 42.
  • the ECU30 transmits the discharge information which shows that the battery 20 for auxiliary machines discharges to the timing judgment part 11 of the state determination apparatus 10.
  • the timing determination unit 11 determines the timing for detecting the discharge current and the terminal voltage in the auxiliary battery 20 based on the discharge information received from the ECU 30, and notifies the internal resistance calculation unit 13 of the timing.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating some examples of voltage changes of the auxiliary battery 20
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a calculation result of the internal resistance of the auxiliary battery 20
  • FIG. 5 is a diagram showing variation in calculation results of internal resistance of auxiliary battery 20. A method for calculating the internal resistance will be described in detail later.
  • the horizontal axis of FIG. 4 is the elapsed time after the activation detection of the motor peripheral accessory 43. Whether or not the motor peripheral accessory 43 is activated is determined by various methods.
  • whether or not the motor peripheral accessory 43 has been activated depends on whether or not the internal resistance of the auxiliary battery 20 has a minimum value, whether or not the voltage of the auxiliary battery 20 has reached a minimum value, It is determined by detecting whether the terminal voltage of the battery for battery 20 has decreased by a predetermined value or whether the discharge current of the auxiliary battery 20 has reached a predetermined value.
  • the internal resistance shows a minimum value at the time of 5 ms.
  • the activation detection time is 5 ms.
  • the terminal voltage of the auxiliary battery 20 shows different time transitions for each measurement, but the value of the internal resistance varies less from 5 ms to 15 ms as shown in FIG. This is apparent from the fact that the variation in internal resistance is smaller than a practical value of 0.25 m ⁇ in FIG. 4 between 0 ms and 10 ms.
  • the timing determination unit 11 receives discharge information from the ECU 30, the timing determination unit 11 detects the activation of the motor peripheral auxiliary device 43, and the internal resistance calculation unit 13 uses the timing determination unit 11 to detect the motor peripheral auxiliary device 43.
  • the internal resistance of the auxiliary battery 20 is calculated using the discharge current and the terminal voltage within a predetermined period after the start detection is performed. As shown in FIG. 4, the predetermined period is preferably 10 ms or less.
  • the predetermined period can be set as appropriate, for example, by performing an experiment or the like.
  • the terminal voltage of the auxiliary battery 20 decreases due to the activation of the motor peripheral auxiliary machine 43. It is preferable that the terminal voltage is set so as to include a time point at which the terminal voltage shows a minimum value later.
  • the terminal voltage of the auxiliary battery 20 decreases after the motor peripheral auxiliary machine 43 is started, and then the terminal voltage shows a minimum value.
  • the terminal voltage may be set so as to include the minimum value.
  • the timing determination unit 11 determines whether or not discharge information has been received from the ECU 30 (step S1).
  • timing judgment part 11 repeats the process of step S1, when the discharge information is not received from ECU30 (step S1: NO).
  • step S1 when the timing determination unit 11 receives discharge information from the ECU 30 (step S1: YES), the timing determination unit 11 transmits a signal to the internal resistance calculation unit 13 to discharge the auxiliary battery 20 discharge current I0 and the terminal voltage V0. Is notified to the internal resistance calculator 13 (step S2).
  • the discharge current I0 and the terminal voltage V0 are stable before the motor peripheral accessory 43 is started and during which the magnitude of the discharge current and the magnitude of the terminal voltage are within a predetermined fluctuation range.
  • Current value and voltage value. This stable period may be determined in advance based on an experimental result or the like, or may be determined based on a detection result of the sensor unit 12.
  • the internal resistance calculation unit 13 acquires the discharge current I0 of the auxiliary battery 20 and the detected value of the terminal voltage V0 from the sensor unit 12 and stores them in the storage unit 14 (step S3).
  • the timing determination unit 11 determines whether or not the motor peripheral accessory 43 has been activated (step S4). When it is determined that the motor peripheral accessory 43 is not activated (step S4: NO), the timing determination unit 11 repeats the process of step S4.
  • step S4 determines that the motor peripheral auxiliary machine 43 has started (step S4: YES)
  • the timing determination unit 11 transmits a signal to the internal resistance calculation unit 13, and the discharge current I1 of the auxiliary battery 20 and Then, the internal resistance calculation unit 13 is notified that it is time to detect the terminal voltage V1 (step S5).
  • the discharge current I1 and the terminal voltage V1 are a current value and a voltage value measured within a predetermined period after the activation of the motor peripheral accessory 43 is detected by the timing determination unit 11.
  • the predetermined period is 10 ms.
  • the internal resistance calculation unit 13 acquires the values of the discharge current I1 and the terminal voltage V1 of the auxiliary battery 20 measured by the sensor unit 12 within the predetermined period from the sensor unit 12, and the storage unit 14 (Step S6).
  • the internal resistance calculation unit 13 calculates the values of the discharge current I0 and the terminal voltage V0 stored in the storage unit 14 in step S3 and the discharge current I1 and the terminal voltage V1 stored in the storage unit 14 in step S6.
  • the internal resistance is calculated by a method such as a two-point method using the value (step S7).
  • the internal resistance calculation unit 13 calculates the internal resistance Ri of the auxiliary battery 20 according to the following equation (1).
  • the sensor unit 12 of the state determination device 10 is provided separately from the drive battery 41 that is the power source of the vehicle drive motor 44, and the output voltage is lower than that of the drive battery 41.
  • the magnitude of the terminal voltage of the auxiliary battery 20 that is the power source of the auxiliary machine (for example, the motor peripheral auxiliary machine 43) and the magnitude of the current flowing through the auxiliary battery 20 are detected.
  • the internal resistance calculation unit 13 detects a stable period in which the magnitude of the terminal voltage and the current is within a predetermined fluctuation range before the auxiliary machine is activated, and the activation of the auxiliary machine.
  • the internal resistance of the auxiliary battery 20 is calculated based on the magnitude of the terminal voltage and the magnitude of the current detected by the sensor unit 12 within a predetermined period. Thereby, the dispersion
  • the predetermined period is set to a period including a point in time when the terminal voltage shows a minimum value after the terminal voltage is reduced by the activation of the auxiliary machine.
  • the predetermined period is set to a period including a point in time when the terminal voltage has shown a minimum value in the past after the terminal voltage has decreased due to the activation of the auxiliary machine. This makes it possible to easily and appropriately set a period during which the variation in internal resistance is small.
  • the predetermined period is a period of 10 milliseconds or less. In this case as well, the period in which the variation in internal resistance is reduced can be set easily and appropriately.
  • the present invention is suitably used for a device that is provided separately from a driving battery that is a power source for a vehicle driving motor and that determines the state of an auxiliary battery that is an auxiliary power source whose output voltage is lower than the driving battery. it can.

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Abstract

状態判定装置のセンサ部が、車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別に設けられ、駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリの端子電圧の大きさ、及び、補機用バッテリに流れる電流の大きさを検出する。そして、内部抵抗算出部が、補機が起動される前で、かつ、端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間と、補機の起動が検知されてから所定の期間内においてセンサ部が検出した端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさに基づいて補機用バッテリの内部抵抗を算出する。

Description

補機用バッテリの状態判定装置、及び、補機用バッテリの状態判定方法
　本発明は、車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別途設けられる補機用バッテリの状態を判定する状態判定装置、及び、補機用バッテリの状態判定方法に関する。
　近年、アイドリングストップ機能を有する車両が増加してきている。このような車両に搭載されるバッテリには、大きな負荷がかかることになるため、バッテリの状態を監視することが重要になっている。
　例えば、特許文献１には、フルスケールが小さい電流センサを用いてエンジン始動用のバッテリの状態を推定する装置が開示されている。この装置では、スタータスイッチがオン状態となったと判断された場合に、大きな突入電流が流れる前の電流の値、すなわち、フルスケールが小さい電流センサで測定可能な電流の値を用いてバッテリの状態が推定される。
特開２０１１－２５７２１４号公報
　本発明に係る補機用バッテリの状態判定装置は、車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別に設けられ、駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリの端子電圧の大きさ、及び、補機用バッテリに流れる電流の大きさを検出するセンサ部を備える。そして、センサ部が検出した端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさに基づいて、補機用バッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、を備える。そして、内部抵抗算出部は、補機が起動される前で、かつ、端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間と、補機の起動が検知されてから所定の期間内においてセンサ部が検出した端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさに基づいて内部抵抗を算出する。
　本発明に係る補機用バッテリの状態判定方法は、車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別に設けられ、駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリの端子電圧の大きさ、及び、補機用バッテリに流れる電流の大きさを検出する検出ステップを含む。さらに、検出ステップにおいて検出された端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさに基づいて、補機用バッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出ステップと、を含む。そして、内部抵抗算出ステップでは、補機が起動される前で、かつ、端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間と、補機の起動が検知されてから所定の期間内において検出ステップにおいて検出された端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさに基づいて内部抵抗を算出する。
　本発明によれば、大きな突入電流が流れない補機用バッテリの状態を精度よく、かつ、適切に判定することができる。
本実施の形態に係る状態判定装置を備える車両の一部を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る補機用バッテリの電圧を示すグラフ 本発明の実施の形態に係る補機用バッテリの内部抵抗を示すグラフ 本発明の実施の形態に係る補機用バッテリの内部抵抗のバラツキを示すグラフ 本発明の実施の形態に係る補機用バッテリの状態判定処理を示すフロー図
　本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の装置における問題点を簡単に説明する。
　特許文献１に記載の従来技術では、大きな突入電流が流れない補機用バッテリの電池状態を判定することが難しいという課題がある。補機用バッテリとは、ハイブリッド自動車などの駆動用モータに大きな電力を供給するための駆動用バッテリと別に設けられた補機の電源となるバッテリである。この補機用バッテリの出力電圧は、駆動用バッテリの出力電圧よりも低くなっている。
　本発明は、大きな突入電流が流れない補機用バッテリの状態を精度よく、かつ、適切に判定することができる補機用バッテリの状態判定装置、及び、補機用バッテリの状態判定方法を提供することを目的とする。
　以下に、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
　＜状態判定装置を備える車両の構成＞
　本実施の形態に係る状態判定装置１０を備える車両の構成につき、図１を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る状態判定装置１０を備える車両の一部を示すブロック図である。
　本実施の形態では、状態判定装置１０が、ハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、電気自動車などの電動車両に搭載された場合について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリとは別に、駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリが設けられた車両であれば、本発明を適用することができる。
　図１に示すように、この車両は、状態判定装置１０、補機用バッテリ２０、ＥＣＵ（Electric Control Unit）３０、負荷３１、駆動用バッテリ４１、ＤＣ－ＤＣコンバータ４２、モータ周辺補機４３、及び、駆動用モータ４４を有している。
　状態判定装置１０は、補機用バッテリ２０の状態を判定する装置である。この状態判定装置１０は、ＥＣＵ３０から出力される放電情報に応じたタイミングで、補機用バッテリ２０の状態を判定する。なお、状態判定装置１０の構成の詳細については後述する。
　補機用バッテリ２０は、充放電が可能な鉛蓄電池などのバッテリである。補機用バッテリ２０は、負荷３１、ＥＣＵ３０、モータ周辺補機４３、及び、状態判定装置１０に電力を供給する。補機用バッテリ２０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ４２を介して駆動用バッテリ４１により充電される。
　ＥＣＵ３０は、車両に搭載された機器の制御を行う。例えば、ＥＣＵ３０は、モータ周辺補機４３に作動制御信号を送信してモータ周辺補機４３を制御し、また、ＤＣ－ＤＣコンバータ４２に電圧制御信号を送信してＤＣ－ＤＣコンバータ４２の制御を行う。
　また、ＥＣＵ３０は、補機用バッテリ２０が放電することを示す放電情報を状態判定装置１０に送信する。さらに、ＥＣＵ３０は、状態判定装置１０から補機用バッテリ２０の状態判定結果の情報を受けて、判定結果に応じた制御を行う。
　負荷３１は、エアコンや車内照明、メータパネル、灯火器などの車両に搭載される様々な電気機器である。
　駆動用バッテリ４１は、車両の走行に使用する大きな電力を、モータ周辺補機４３を介して駆動用モータ４４に供給する。駆動用バッテリ４１は、例えば、リチウムイオン電池である。
　ＤＣ－ＤＣコンバータ４２は、駆動用バッテリ４１の電圧を下げて、駆動用バッテリ４１の電力を電源ラインＬ１０に出力する。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ４２は、負荷３１への電力供給、並びに、補機用バッテリ２０の充電を行う。ＤＣ－ＤＣコンバータ４２は、ＥＣＵ３０により制御される。
　モータ周辺補機４３は、駆動用モータ４４を駆動するために必要な補機である。モータ周辺補機４３は、駆動用バッテリ４１の電力線の接点と、駆動用モータ４４におけるインバータ回路などの電力線の接点とを開閉するリレースイッチなどを含む。モータ周辺補機４３は、ＥＣＵ３０により出力される作動制御信号に基づき、補機用バッテリ２０の電力により駆動される。
　駆動用モータ４４は、車両を駆動する駆動用モータである。駆動用モータ４４は、駆動用バッテリ４１から電力の供給を受けて駆動する。
　＜状態判定装置の構成＞
　次に、状態判定装置１０の構成につき、図１を参照しながら詳細に説明する。
　状態判定装置１０は、タイミング判断部１１、センサ部１２、内部抵抗算出部１３、記憶部１４を有する。
　ここで、状態判定装置１０の各機能ブロックは、センサ部１２の素子（電流検出用抵抗など）を除いて、ワンチップの半導体集積回路として構成されてもよい。また、状態判定装置１０は、センサ部１２の素子を除いて、複数の半導体集積回路により構成されてもよい。
　さらに、状態判定装置１０の一部、または、センサ部１２の素子を除いた全部は、ＥＣＵ３０、あるいは、車両に搭載される他のＥＣＵと一緒に１つの半導体集積回路により構成されてもよい。また、状態判定装置１０の複数の機能ブロックは、１つの機能ブロックに統合されてもよい。
　タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０により送信された放電情報に基づいて、補機用バッテリ２０の状態を判定するタイミングを判断する。タイミング判断部１１は、上記タイミングで内部抵抗算出部１３に信号を送信し、補機用バッテリ２０の状態を判定するタイミングであることを内部抵抗算出部１３に通知する。
　センサ部１２は、補機用バッテリ２０の充放電電流と端子電圧とを検出する。センサ部１２により検出された充放電電流、及び、端子電圧の値は、記憶部１４に記憶される。
　内部抵抗算出部１３は、タイミング判断部１１から通知されたタイミングに基づいて、記憶部１４に格納されている放電電流、及び、端子電圧の値を記憶部１４から読み出す。そして、内部抵抗算出部１３は、記憶部１４から読み出した値を用いて補機用バッテリ２０の内部抵抗を算出する状態判定処理を行う。なお、これらの状態判定処理の詳細は後述する。
　また、内部抵抗算出部１３は、内部抵抗の算出結果を状態判定結果としてＥＣＵ３０に通知する。なお、内部抵抗算出部１３は、状態判定結果を、他の制御部に出力してもよい。あるいは、状態判定装置１０の図示しない表示部が、状態判定結果に基づき、結果の表示をしたり、警告などを行ったりしてもよい。
　記憶部１４は、センサ部１２で検出した補機用バッテリ２０の充放電電流、及び、端子電圧の値を記憶する。
　＜状態判定装置を備える車両の動作＞
　次に、本発明の実施の形態に係る状態判定装置１０を備える車両の動作につき、詳細に説明する。
　この車両では、始動する際、補機用バッテリ２０の電力によりモータ周辺補機４３が駆動される。これにより駆動用バッテリ４１から駆動用モータ４４に電力が供給可能となる。そして、駆動用バッテリ４１の電力により駆動用モータ４４が駆動した後、駆動用バッテリ４１からＤＣ－ＤＣコンバータ４２を介して補機用バッテリ２０に充電が行われる。
　このように、駆動用モータ４４により車両を始動する際に、補機用バッテリ２０の放電制御から充電制御への切り替わりが生じる。
　ＥＣＵ３０は、補機用バッテリ２０が放電することを示す放電情報を状態判定装置１０のタイミング判断部１１に送信する。具体的には、ＥＣＵ３０は、モータ周辺補機４３を作動させる作動制御信号をモータ周辺補機４３に送信する際に、この放電情報をタイミング判断部１１に送信する。
　タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から受信した放電情報に基づいて、補機用バッテリ２０における放電電流と端子電圧とを検出するタイミングを判断し、そのタイミングを内部抵抗算出部１３に通知する。
　＜補機用バッテリにおける放電電流と端子電圧との検出タイミング＞
　本実施の形態に係る補機用バッテリ２０における放電電流と端子電圧との検出タイミングにつき、図２から図４を参照しながら詳細に説明する。ここで、図２は、補機用バッテリ２０の電圧変化のいくつかの例を示す図であり、図３は、補機用バッテリ２０の内部抵抗の算出結果を示す図であり、図４は、補機用バッテリ２０の内部抵抗の算出結果のばらつきを示す図である。内部抵抗の算出方法については後に詳しく説明する。
　ここで、図４の横軸はモータ周辺補機４３の起動検知後の経過時間である。モータ周辺補機４３が起動したか否かは、さまざまな方法により判定される。
　例えば、モータ周辺補機４３が起動したか否かは、補機用バッテリ２０の内部抵抗が極小値を示したか否か、補機用バッテリ２０の電圧が極小値となったか否か、補機用バッテリ２０の端子電圧が所定の値だけ低下したか否か、または、補機用バッテリ２０の放電電流が所定の値に達したか否かを検出することにより判定される。
　図３の例において、補機用バッテリ２０の内部抵抗が極小値を示したか否かによりモータ周辺補機４３の起動検知を行う場合、５ｍｓの時点で内部抵抗が極小値を示しているため、起動検知の時点は５ｍｓとなる。
　補機用バッテリ２０の端子電圧は、図２に示すように、測定毎に異なる時間推移を示すが、内部抵抗の値は、図３に示すように、５ｍｓから１５ｍｓにかけてばらつきが少なくなる。このことは、図４において０ｍｓから１０ｍｓの間において、内部抵抗のばらつきが、０．２５ｍΩという実用上問題にならない値よりも小さくなることから明らかである。
　このようなことから、タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から放電情報を受信した場合、モータ周辺補機４３の起動検知を行い、内部抵抗算出部１３は、タイミング判断部１１でモータ周辺補機４３の起動検知が行われてから所定の期間内の放電電流、及び、端子電圧を利用して、補機用バッテリ２０の内部抵抗を算出する。図４に示されるように、上記所定の期間は、１０ｍｓ以下であることが好ましい。
　これにより、内部抵抗のばらつきが小さくなり、大きな突入電流が流れない補機用バッテリ２０の状態を精度よく、かつ、適切に判定することができる。
　なお、上記所定の期間は、例えば、実験等を行うことにより適宜設定することができるが、図２に示すように、モータ周辺補機４３の起動により補機用バッテリ２０の端子電圧が低下した後に、その端子電圧が極小値を示す時点を含むように設定することが好ましい。
　また、センサ部１２が過去に補機用バッテリ２０の端子電圧を測定した結果、モータ周辺補機４３の起動により補機用バッテリ２０の端子電圧が低下した後、その端子電圧が極小値を示すことが検知された場合に、その端子電圧が極小値を示した時点を含むように設定してもよい。
　＜補機用バッテリの状態判定処理＞
　次に、本実施の形態に係る補機用バッテリ２０の状態判定処理につき、図５を参照しながら詳細に説明する。
　まず、タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から放電情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。
　そして、タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から放電情報を受信していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。
　一方、タイミング判断部１１は、ＥＣＵ３０から放電情報を受信した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、内部抵抗算出部１３に信号を送信して、補機用バッテリ２０の放電電流Ｉ０、及び、端子電圧Ｖ０を検出するタイミングであることを内部抵抗算出部１３に通知する（ステップＳ２）。
　ここで、放電電流Ｉ０、及び、端子電圧Ｖ０は、モータ周辺補機４３が起動される前で、かつ、放電電流の大きさ、及び、端子電圧の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間における電流値、及び、電圧値である。この安定期間は、実験結果等に基づいて予め定められていてもよいし、センサ部１２の検出結果に基づいて判定されてもよい。
　その後、内部抵抗算出部１３は、補機用バッテリ２０の放電電流Ｉ０、及び、端子電圧Ｖ０の検出値をセンサ部１２から取得し、記憶部１４に記憶する（ステップＳ３）。
　次に、タイミング判断部１１は、モータ周辺補機４３が起動したか否かを判定する（ステップＳ４）。タイミング判断部１１は、モータ周辺補機４３が起動していないと判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ４の処理を繰り返す。
　一方、タイミング判断部１１は、モータ周辺補機４３が起動したと判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、内部抵抗算出部１３に信号を送信して、補機用バッテリ２０の放電電流Ｉ１、及び、端子電圧Ｖ１を検出するタイミングであることを内部抵抗算出部１３に通知する（ステップＳ５）。
　ここで、放電電流Ｉ１、及び、端子電圧Ｖ１は、モータ周辺補機４３の起動がタイミング判断部１１により検知された後、所定の期間内において測定される電流値、および、電圧値である。例えば、図２～図４の例では、上記所定の期間は１０ｍｓである。
　その後、内部抵抗算出部１３は、上記所定の期間内においてセンサ部１２により測定された補機用バッテリ２０の放電電流Ｉ１、及び、端子電圧Ｖ１の値をセンサ部１２から取得し、記憶部１４に記憶する（ステップＳ６）。
　そして、内部抵抗算出部１３は、ステップＳ３で記憶部１４に記憶した放電電流Ｉ０、及び、端子電圧Ｖ０の値と、ステップＳ６で記憶部１４に記憶した放電電流Ｉ１、及び、端子電圧Ｖ１の値とを用いて、２点法などの方法により内部抵抗を算出する（ステップＳ７）。
　２点法を用いる場合、内部抵抗算出部１３は、次式（１）により補機用バッテリ２０の内部抵抗Ｒｉを算出する。
　Ｒｉ＝（Ｖ０－Ｖ１）／（Ｉ０－Ｉ１）　　　　　・・・（１）
　そして、内部抵抗算出部１３は、算出した内部抵抗Ｒｉの情報を状態判定結果としてＥＣＵ３０に出力する（ステップＳ８）。
　以上のように、本実施の形態では、状態判定装置１０のセンサ部１２が、車両の駆動用モータ４４の電源である駆動用バッテリ４１と別に設けられ、駆動用バッテリ４１よりも出力電圧が低い補機（例えば、モータ周辺補機４３）の電源である補機用バッテリ２０の端子電圧の大きさ、及び、補機用バッテリ２０に流れる電流の大きさを検出する。そして、内部抵抗算出部１３が、補機が起動される前で、かつ、端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間と、補機の起動が検知されてから所定の期間内においてセンサ部１２が検出した端子電圧の大きさ、及び、電流の大きさに基づいて補機用バッテリ２０の内部抵抗を算出することとした。これにより、内部抵抗のばらつきが小さくなり、大きな突入電流が流れない補機用バッテリ２０の状態を精度よく、かつ、適切に判定することができる。
　また、本実施の形態では、上記所定の期間が、補機の起動により端子電圧が低下した後に端子電圧が極小値を示す時点を含む期間に設定されることとした。これにより、内部抵抗のばらつきが小さくなる期間を適切に設定することができる。
　また、本実施の形態では、上記所定の期間が、補機の起動により端子電圧が低下した後に端子電圧が極小値を過去に示した時点を含む期間に設定されることとした。これにより、内部抵抗のばらつきが小さくなる期間を容易、かつ、適切に設定することができる。
　また、本実施の形態によれば、上記所定の期間が、１０ミリ秒以下の期間であることとした。この場合も同様に、内部抵抗のばらつきが小さくなる期間を容易、かつ、適切に設定することができる。
　本発明は、車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別に設けられ、駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリの状態判定を行う装置に好適に利用できる。
　１０　状態判定装置
　１１　タイミング判断部
　１２　センサ部
　１３　内部抵抗算出部
　１４　記憶部
　２０　補機用バッテリ
　３０　ＥＣＵ
　３１　負荷
　４１　駆動用バッテリ
　４２　ＤＣ－ＤＣコンバータ
　４３　モータ周辺補機
　４４　駆動用モータ

Claims (5)

  1. 　車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別に設けられ、該駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリの端子電圧の大きさ、及び、該補機用バッテリに流れる電流の大きさを検出するセンサ部と、
    　前記センサ部が検出した端子電圧の大きさ、及び、前記電流の大きさに基づいて、前記補機用バッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、
    　を備え、
    　前記内部抵抗算出部は、前記補機が起動される前で、かつ、前記端子電圧の大きさ、及び、前記電流の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間と、前記補機の起動が検知されてから所定の期間内において前記センサ部が検出した前記端子電圧の大きさ、及び、前記電流の大きさに基づいて前記内部抵抗を算出する補機用バッテリの状態判定装置。
  2. 　前記所定の期間は、前記補機の起動により前記端子電圧が低下した後に該端子電圧が極小値を示す時点を含む期間に設定される請求項１に記載の補機用バッテリの状態判定装置。
  3. 　前記所定の期間は、前記補機の起動により前記端子電圧が低下した後に該端子電圧が極小値を過去に示した時点を含む期間に設定される請求項１に記載の補機用バッテリの状態判定装置。
  4. 　前記所定の期間は、１０ミリ秒以下である請求項１に記載の補機用バッテリの状態判定装置。
  5. 　車両の駆動用モータの電源である駆動用バッテリと別に設けられ、該駆動用バッテリよりも出力電圧が低い補機の電源である補機用バッテリの端子電圧の大きさ、及び、該補機用バッテリに流れる電流の大きさを検出する検出ステップと、
    　前記検出ステップにおいて検出された端子電圧の大きさ、及び、前記電流の大きさに基づいて、前記補機用バッテリの内部抵抗を算出する内部抵抗算出ステップと、
    　を含み、
    　前記内部抵抗算出ステップでは、前記補機の起動の起動される前で、かつ、前記端子電圧の大きさ、及び、前記電流の大きさが所定の変動範囲に収まる安定期間と、前記補機の起動が検知されてから所定の期間内において前記検出ステップにおいて検出された前記端子電圧の大きさ、及び、前記電流の大きさに基づいて前記内部抵抗を算出する補機用バッテリの状態判定方法。
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