特開 2024-144806 状態検知システムおよび状態検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024144806

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】状態検知システムおよび状態検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/389 20190101AFI20241004BHJP

   G01R 31/382 20190101ALI20241004BHJP

   G01R 31/385 20190101ALI20241004BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20241004BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G01R31/389

G01R31/382

G01R31/385

G01R31/00

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056927

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391045897

【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】光山 泰司

【テーマコード（参考）】

2G036

2G216

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G036AA03

2G036BB08

2G216AB01

2G216BA01

2G216BA51

2G216BA53

2G216BA58

2G216BA59

5H030AA01

5H030AS08

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

(57)【要約】

【課題】バッテリの正確な抵抗を測定することができる状態検知システムおよび状態検知方法を提供する。
【解決手段】状態検知システムは、複数の負荷における少なくとも１つ以上の動作時におけるリップル電流値およびリップル電圧値を取得する取得部１５１と、リップル電流値およびリップル電圧値に基づいて、リップル抵抗値を算出する算出部１５２と、動作した負荷６、リップル電流値およびリップル電圧値に基づいて、バッテリ２と負荷６とを電気的に接続するハーネスのハーネス抵抗値を特定する特定部１５３と、リップル抵抗値からハーネス抵抗値を減算したバッテリ２の内部抵抗値をバッテリ２の状態と推定する推定部１５４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の負荷それぞれに電力を放電する充放電可能なバッテリの状態を検知する状態検知センサを備える状態検知システムであって、
前記複数の負荷における少なくとも１つ以上の動作時におけるリップル電流値およびリップル電圧値を取得する取得部と、
前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、リップル抵抗値を算出する算出部と、
動作した前記負荷、前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、前記バッテリと前記負荷とを電気的に接続するハーネスのハーネス抵抗値を特定する特定部と、
前記リップル抵抗値から前記ハーネス抵抗値を減算した前記バッテリの内部抵抗値を前記バッテリの状態と推定する推定部と、
を備える、
状態検知システム。

【請求項2】

請求項１に記載の状態検知システムであって、
前記特定部は、
前記リップル電圧値、前記リップル電流値および前記リップル抵抗値に基づいて、前記複数の負荷の中から動作した前記負荷を特定し、該動作した前記負荷の内部抵抗を用いて前記ハーネス抵抗値を特定する、
状態検知システム。

【請求項3】

請求項２に記載の状態検知システムであって、
前記取得部は、
前記リップル電流値および前記リップル電圧値を取得して記憶部に格納し、
前記算出部は、
前記記憶部に格納された前記リップル電流値の積算値および前記リップル電圧値の積算値に基づいて、前記リップル抵抗値を算出して前記記憶部に格納し、
前記特定部は、
前記記憶部に格納された前記リップル電圧値、前記リップル電流値および前記リップル抵抗値に基づくヒストグラムを用いて、前記複数の負荷の中から動作した前記負荷を特定する、
状態検知システム。

【請求項4】

請求項１に記載の状態検知システムであって、
前記推定部は、
前記バッテリの内部抵抗値に対して、前記バッテリのＳＯＣおよび前記バッテリの温度の少なくとも一方に基づく補正値を乗じることによって前記バッテリの状態を推定する、
状態検知システム。

【請求項5】

複数の負荷それぞれに電力を放電する充放電可能なバッテリの状態を検知する状態検知センサを備える状態検知システムが実行する状態検知方法であって、
前記複数の負荷における少なくとも１つ以上の動作時におけるリップル電流値およびリップル電圧値を取得する取得ステップと、
前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、リップル抵抗値を算出する算出ステップと、
動作した前記負荷、前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、前記バッテリと前記負荷とを電気的に接続するハーネスのハーネス抵抗値を特定する特定ステップと、
前記リップル抵抗値から前記ハーネス抵抗値を減算した前記バッテリの内部抵抗値を前記バッテリの状態と推定する推定ステップと、
を含む、
状態検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、状態検知システムおよび状態検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されたバッテリの状態を検出するバッテリ状態監視表示装置として、バッテリ供給ラインに存在するリップル電圧を基準としてバッテリの状態を推定する技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－９８００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した特許文献１では、バッテリが負荷に応じて充放電する場合、負荷の種類に応じてバッテリから負荷までのハーネスのハーネス抵抗値が異なることで、バッテリの正確な抵抗を測定することが難しかった。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリの正確な抵抗を測定することができる状態検知システムおよび状態検知方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る状態検知システムは、複数の負荷それぞれに電力を放電する充放電可能なバッテリの状態を検知する状態検知センサを備える状態検知システムであって、前記複数の負荷における少なくとも１つ以上の動作時におけるリップル電流値およびリップル電圧値を取得する取得部と、前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、リップル抵抗値を算出する算出部と、動作した前記負荷、前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、前記バッテリと前記負荷とを電気的に接続するハーネスのハーネス抵抗値を特定する特定部と、前記リップル抵抗値から前記ハーネス抵抗値を減算した前記バッテリの内部抵抗値を前記バッテリの状態と推定する推定部と、を備える。

【0007】

また、本開示に係る状態検知システムは、上記開示において、前記特定部は、前記リップル電圧値、前記リップル電流値および前記リップル抵抗値に基づいて、前記複数の負荷の中から動作した前記負荷を特定し、特定した動作した前記負荷の内部抵抗を用いて前記ハーネス抵抗値を特定する。

【0008】

また、本開示に係る状態検知システムは、上記開示において、前記取得部は、前記リップル電流値および前記リップル電圧値を取得して記憶部に格納し、前記算出部は、前記記憶部に格納された前記リップル電流値の積算値および前記リップル電圧値の積算値に基づいて、前記リップル抵抗値を算出して前記記憶部に格納し、前記特定部は、前記記憶部に格納された前記リップル電圧値、前記リップル電流値および前記リップル抵抗値に基づくヒストグラムを用いて、前記複数の負荷の中から動作した前記負荷を特定する。

【0009】

また、本開示に係る状態検知システムは、上記開示において、前記推定部は、前記バッテリの内部抵抗値に対して、前記バッテリのＳＯＣおよび前記バッテリの温度の少なくとも一方に基づく補正値を乗じることによって前記バッテリの状態を推定する。

【0010】

また、本開示に係る状態検知方法は、上記開示において、複数の負荷それぞれに電力を放電する充放電可能なバッテリの状態を検知する状態検知センサを備える状態検知システムが実行する状態検知方法であって、前記複数の負荷における少なくとも１つ以上の動作時におけるリップル電流値およびリップル電圧値を取得する取得ステップと、前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、リップル抵抗値を算出する算出ステップと、動作した前記負荷、前記リップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、前記バッテリと前記負荷とを電気的に接続するハーネスのハーネス抵抗値を特定する特定ステップと、前記リップル抵抗値から前記ハーネス抵抗値を減算した前記バッテリの内部抵抗値を前記バッテリの状態と推定する推定ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、バッテリの正確な抵抗を測定することができるバッテリ状態検知システムおよび状態検知方法を提供するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本開示の一実施の形態に係る車両の電源系統を含む模式図である。

【図2】図２は、本開示の一実施の形態に係る状態検知センサが実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【図3】図３は、本開示の一実施の形態に係る状態検知装置の取得部が電圧センサおよび電流センサそれぞれから取得する電圧値および電流値の時間変化を示す図である。

【図4】図４は、リップル抵抗値Ｒｉの測定精度を示す図である。

【図5】図５は、リップル抵抗値Ｒｉの測定精度を示す図である。

【図6】図６は、本開示の一実施の形態に係る状態検知装置の特定部が特定する複数の負荷のうち動作した負荷の特定方法を模式的に示す３次元ヒストグラムの一例を示す図である。

【図7】図７は、本開示の一実施の形態に係る状態検知装置の特定部が特定する複数の負荷のうち動作した負荷の特定方法を模式的に示す３次元ヒストグラムの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態に係る状態検知システムを備える車両について説明する。なお、以下に説明する実施の形態により、この発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には、適宜同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。また、図面は、模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0014】

（一実施の形態）
〔車両の機能構成〕
図１は、本開示の一実施の形態に係る車両の電源系統を含む模式図である。図１に示す車両１は、ＩＣＥ（Internal Combustion Engine）を備える車両、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）および電気自動車（ＢＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等である。車両１は、バッテリ２と、オルタネータ３と、エンジン４と、スタータモータ５と、負荷６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７と、イグニッションスイッチ８と、状態検知センサ９と、を備える。

【0015】

バッテリ２は、電解液を有する充電可能な電池を用いて構成される。例えば、バッテリ２は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池またはニッケル水素電池等の二次電池を用いて構成される。バッテリ２は、オルタネータ３によって充電され、スタータモータ５を駆動するとともに、負荷６へ電力を供給する。

【0016】

オルタネータ３は、エンジン４によって駆動されて交流電力を発生し、この発生した交流電力を整流回路によって直流電力に変換してバッテリ２を充電する。

【0017】

エンジン４は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等のレシプロエンジンまたはロータリーエンジン等によって構成される。エンジン４は、スタータモータ５によって始動され、トランスミッションを介して駆動輪を駆動し、車両１に推進力を与えるとともに、オルタネータ３を駆動する。

【0018】

スタータモータ５は、直流電動機によって構成される。スタータモータ５は、バッテリ２から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン４を始動する。

【0019】

負荷６は、電動ステアリングモータ、デフォッガ、シートヒータ、イグニッションコイル、コンプレッサー、ブロワ、ＤＣＤＣコンバータ、カーオーディオおよびカーナビゲーション等によって構成される。負荷６は、バッテリ２から放電される電力によって動作する。なお、一実施の形態では、負荷６に、オルタネータ３、スタータモータ５を含めてもよいが、詳細な説明を行うため、負荷６からオルタネータ３およびスタータモータ５を別体にして表現して説明する。

【0020】

ＥＣＵ７は、車両１の駆動系の主要な制御を司る上位の制御装置であり、車両１を構成する各部を制御する。ＥＣＵ７は、メモリとプロセッサを用いて構成される。そのプロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアからなる。また、メモリは、主記憶装置であって、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）からなる。ＥＣＵ７は、プログラムをメモリ（主記憶装置）の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部などを制御することにより、所定の目的に合致した機能を実現する。具体的には、ＥＣＵ７は、イグニッションスイッチからのオン信号に従って、車両１を構成する各部を駆動する。

【0021】

イグニッションスイッチ８は、エンジン４の始動または停止を指示する指示信号の入力を受け付け、この受け付けた指示信号をＥＣＵ７へ出力する。

【0022】

状態検知センサ９は、バッテリ２の状態を検出し、この検知結果をＥＣＵ７へ出力する。状態検知センサ９は、放電回路１０と、電圧センサ１１と、電流センサ１２と、温度センサ１３と、状態検知装置１４と、を備える。なお、一実施の形態では、状態検知センサ９が状態検知システムとして機能する。

【0023】

放電回路１０は、バッテリ２の状態を検知するために用いられる回路である。放電回路１０は、例えば、半導体スイッチと抵抗素子とが直列接続されて構成された回路であり、状態検知装置１４からの制御に応じて半導体スイッチをオン／オフすることで所定の（例えば矩形波状の）パターンでバッテリ２を放電させる。所定のパターンは、例えば放電を所定回数行うパターンも含む。

【0024】

電圧センサ１１は、バッテリ２の端子電圧を測定し、この測定した電圧を示す信号を状態検知装置１４へ出力する。

【0025】

電流センサ１２は、バッテリ２の充電電流および放電電流それぞれを測定し、この測定した電流を示す信号を状態検知装置１４へ出力する。

【0026】

温度センサ１３は、バッテリ２の電解液またはバッテリ２の周囲の温度を測定し、この測定した温度を示す信号を状態検知装置１４へ出力する。

【0027】

状態検知装置１４は、バッテリ２が放電時に、電圧センサ１１、電流センサ１２および温度センサ１３それぞれから出力される信号を取得し、これらの取得した信号に基づいてバッテリ２の状態を検知する。状態検知装置１４は、バッテリ２の状態を検知した検知結果をＥＣＵ７へ出力する。なお、実施の形態１では、状態検知装置１４、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３を別々の構成としているが、これに限定されることなく、これらの一部または全てをまとめた構成を状態検知装置として構成してもよい。また、状態検知装置１４は、制御部１５と、通信インターフェース１６と、記憶部１７と、を備える。

【0028】

制御部１５は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のハードウェアからなる。制御部１５は、取得部１５１と、算出部１５２と、特定部１５３と、推定部１５４と、を有する。

【0029】

取得部１５１は、電圧センサ１１が検出するリップル電圧値および電流センサ１２が検出するリップル電流値を所定時間間隔、例えば１ｍｓ間隔で取得する。

【0030】

算出部１５２は、取得部１５１が取得したリップル電流値および前記リップル電圧値に基づいて、リップル抵抗値を算出する。

【0031】

特定部１５３は、動作した負荷６、リップル電流値およびリップル電圧値に基づいて、バッテリ２と負荷６とを電気的に接続するハーネスのハーネス抵抗値を特定する。さらに、特定部１５３は、リップル電圧値、リップル電流値およびリップル抵抗値に基づいて、複数の負荷６の中から動作した負荷６を特定し、特定した動作した負荷６の内部抵抗を用いてハーネス抵抗値を特定する。

【0032】

推定部１５４は、算出部１５２が算出したリップル抵抗値から特定部１５３が特定した動作した負荷６のハーネス抵抗値を減算したバッテリ２の内部抵抗値をバッテリ２の状態と推定する。

【0033】

通信インターフェース１６は、ＥＣＵ７から入力される信号を制御部１５へ出力するとともに、制御部１５から出力された信号をＥＣＵ７へ出力する。通信インターフェース１６は、例えばＬＩＮ（Local Interconnect Network）通信可能な通信モジュールを用いて構成される。

【0034】

記憶部１７は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を用いて構成され、各種情報を記憶する。記憶部１７は、車両１における負荷６に関する各種設計情報、例えばバッテリ２から負荷６までのハーネス抵抗値およびハーネスの電流経路長を記憶する。

【0035】

〔状態検知センサの処理〕
次に、状態検知センサ９が実行する処理について説明する。図２は、状態検知センサ９が実行する処理の概要を示すフローチャートである。

【0036】

図２に示すように、取得部１５１は、イグニッションスイッチ８がオン状態の後に、電圧センサ１１が検出する電圧値（リップル電圧値）および電流センサ１２が検出する電流値（リップル電流値）を取得する（ステップＳ１）。

【0037】

図３は、取得部１５１が電圧センサ１１および電流センサ１２それぞれから取得する電圧値および電流値の時間変化を示す図である。図３において、折れ線Ｌ１が電圧値の時間変化を示し、折れ線Ｌ２が電流値を示す。

【0038】

図３の折れ線Ｌ１および折れ線Ｌ２に示すように、取得部１５１は、所定のタイミング毎に電圧センサ１１および電流センサ１２それぞれから電圧値および電流値を取得する。具体的には、取得部１５１は、１ｍｓ間隔で電圧センサ１１および電流センサ１２それぞれから電圧値および電流値を取得する。この場合、取得部１５１は、電圧センサ１１および電流センサ１２それぞれから順次取得した電圧値ΔＶおよび電流値ΔＩを記憶部１７に格納する。

【0039】

図２に戻り、ステップＳ２以降の説明を続ける。
算出部１５２は、取得部１５１が電圧センサ１１および電流センサ１２それぞれから取得した電圧値および電流値に基づいて、バッテリ２のリップル抵抗値を算出する（ステップＳ２）。具体的には、算出部１５２は、取得部１５１が記憶部１７に所定のタイミング毎に取得した電圧値ΔＶおよび電流値ΔＩそれぞれのΔＶ積算値およびΔＩ積算値に基づいて、リップル抵抗値Ｒｉを算出する。

【0040】

ここで、リップル抵抗値の算出方法について説明する。リップル抵抗値の算出方法は、周知の技術を用いて算出される。例えば、リップル抵抗値の算出方法の一例としては、算出部１５２は、１ｍｓ毎にΔＶ×ΔＩ、ΔＩ×ΔＩを算出し、下記の式（１）でリップル抵抗値Ｒｉを算出する。
リップル抵抗値Ｒｉ＝（ΔＶ１×ΔＩ１＋ΔＶ２×ΔＩ２＋・・＋ΔＶｎ×ΔＩｎ）／
（ΔＩ１×ΔＩ１＋ΔＩ２×ΔＩ２＋・・＋ΔＩｎ×ΔＩｎ）
・・・（１）
なお、ｎは、１以上の自然数（ｎ＝１、２、３）。
分母でΔＩの２乗とする理由は、値が０となることを防止するためである。分子でΔＶ×ΔＩとする理由は、値が０となることを防止するためである。なお、ΔＶおよびΔＩの正負は、基本的に同じである。

【0041】

また、リップル抵抗値Ｒｉは、バッテリ２と負荷６との２点間に流れる電流経路の抵抗値である。即ち、リップル抵抗値Ｒｉの中には、バッテリ２の内部抵抗のみでなく、バッテリ２と負荷６とを接続するハーネスのハーネス抵抗値および接続部分の接続抵抗等も含まれる。さらに、電流経路は、動作する負荷６、種類および数によって異なる。この結果、リップル抵抗値Ｒｉの成分は、動作する負荷６によって異なる。

【0042】

図４は、リップル抵抗値Ｒｉの測定精度を示す図である。図５は、リップル抵抗値Ｒｉの測定精度を示す図である。図４および図５において、左縦軸が電流［Ａ］を示し、右縦軸が電圧［Ｖ］または内部抵抗［ｍΩ］を示す。

【0043】

図４に示すように、エンジン４のクランキング直後は、リップル抵抗値Ｒｉが小さい。さらに、図４の領域Ｄ１，Ｄ２に示すように、バッテリ２の充電時のリップル抵抗値Ｒｉと放電時のリップル抵抗値Ｒｉとの差は、例えば約１ｍΩの差が生じる。

【0044】

また、図５の領域Ｄ３に示すように、エンジン４のクランキング直後は、リップル抵抗値Ｒｉが小さい。この理由は、エンジン４のクランキング時に算出部１５２によって算出されたリップル抵抗値Ｒｉがスタータモータ５の始動時による電流値および電流値の変化量を含み、ハーネス抵抗値が上乗せされていない状態であるためである。このため、算出部１５２は、リップル抵抗値Ｒｉを低めに算出することが推定される。具体的には、図５の領域Ｄ３に示すように、リップル抵抗値Ｒｉは、スタータモータ５の始動時の値と、エンジン４のクランキング直後の値とが近い値となる。そして、図５の領域Ｄ４に示すように、エンジン４のクランキング後に、所定の時間経過後のリップル抵抗値Ｒｉは、所定の値となる。この理由は、車両１のリップル抵抗値Ｒｉに、ハーネス抵抗が上乗せされるためである。

【0045】

より具体的には、図５の領域Ｄ３および領域Ｄ４に示すように、リップル抵抗値Ｒｉは、エンジン４のクランキング直後の値が例えば約６～７ｍΩであり、クランキング後、時間が経過した後等は、例えば約１１～１２ｍΩの値となる。このようにリップル抵抗値Ｒｉには、動作する負荷６によって、ハーネス抵抗に当たる抵抗値がバッテリ２の抵抗値に上乗せされた値となる。このため、リップル抵抗値Ｒｉに上乗せされるハーネス抵抗が約５ｍΩと推定することができる。また、リップル抵抗値Ｒｉは、上述した方法によって算出される。例えば、リップル抵抗値Ｒｉは、負荷６等の動作により発生した電流値および電圧値それぞれの変化量から算出することができるが、負荷６が動作している場合、その値にハーネス（上述した図１のハーネスＲ１参照）のハーネス抵抗値が含まれ、オルタネータ３が動作した場合、その値にオルタネータ３とバッテリ２とを電気的に接続するハーネス（上述した図１のハーネスＲ２を参照）のハーネス抵抗値が含まれる。

【0046】

この場合、算出部１５２は、バッテリ２の充電時にオルタネータ３により発生した電流値および電圧値の変化量からリップル抵抗値Ｒｉを算出する。この結果、リップル抵抗値Ｒｉには、大きめのハーネス抵抗値が上乗せされた状態で算出される。これに対して、算出部１５２は、バッテリ２の放電時に負荷６により発生した電流値および電圧値の変化量からリップル抵抗値Ｒｉを算出する。この結果、リップル抵抗値Ｒｉには、ハーネス抵抗値が小さくなった状態で算出される。

【0047】

このように、エンジン４のクランキング直後は、ハーネス抵抗の影響を受けないため、スタータモータ５のリップル抵抗値Ｒｉの測定値に近い値を取得することができる。さらに、スタータモータ５の始動完了後は、ハーネス抵抗がリップル抵抗値Ｒｉに上乗せされた状態のため、リップル抵抗値Ｒｉが上昇する。

【0048】

図２に戻り、ステップＳ３以降の説明を続ける。
特定部１５３は、リップル抵抗値Ｒｉに基づいて、複数の負荷６のうち動作した負荷６を特定することによってハーネス抵抗値を特定する（ステップＳ３）。具体的には、特定部１５３は、上述した図４および図５のリップル抵抗値Ｒｉの特性を用いて、複数の負荷６の中から動作した負荷６を特定し、この特定した負荷６に応じてハーネス抵抗を特定する。

【0049】

まず、特定部１５３は、リップル抵抗値Ｒｉ、電流値および抵抗値の頻度に基づく２次元または３次元のヒストグラムに基づいて、複数の負荷６の中から動作した負荷６を特定する。例えば、特定部１５３は、リップル抵抗値Ｒｉに電流値を乗じる値と頻度に基づくヒストグラムに基づいて、動作している負荷６を特定する。

【0050】

そして、特定部１５３は、負荷６動作時のリップル抵抗値Ｒｉと、特定した動作している負荷６の種別と、予め記憶部１７に記録された車両設計情報から動作している充電側の負荷６と、動作している放電側の負荷６の内部抵抗および既知のハーネス抵抗値のいずれかを用いてハーネス抵抗の抵抗値を特定する。

【0051】

図６は、特定部１５３が特定する複数の負荷６のうち動作した負荷６の特定方法を模式的に示す３次元ヒストグラムの一例を示す図である。図７は、特定部１５３が特定する複数の負荷６のうち動作した負荷の特定方法を模式的に示す３次元ヒストグラムの一例を示す図である。図６において、２次元における横軸が内部抵抗［Ω］を示し、縦軸がバッテリ電流［Ａ］を示し、３次元における垂直方向の軸が頻度を示す。また、図７において、２次元における横軸が測定電圧［Ｖ］を示し、縦軸がバッテリ電流［Ａ］を示し、３次元における垂直方向の軸が頻度を示す。

【0052】

図６および図７に示すヒストグラムの用途は、二つとなる。一つ目は、複数の負荷６の中から動作している負荷６を特定するためである。例えば、電流値Ｘ～Ｙ［Ａ］であり、電圧値がＸ～Ｚ［Ｖ］の頻度が高い場合、特定部１５３は、接続されている複数の負荷６のうち、負荷Ａが動作していると特定することができる。なお、予め想定する負荷６の種類が少ないことが分かっている場合、特定部１５３は、電流値または電圧値のみの頻度から動作している負荷６を特定してもよい。

【0053】

二つ目は、図６のヒストグラムの頂点を抽出することによって、精度の高いリップル抵抗値Ｒｉを特定するためである。特定部１５３は、正確なリップル抵抗値Ｒｉを特定することによって、ハーネス抵抗値補正後のバッテリ２の抵抗値を正確な値として特定することができる。

【0054】

ヒストグラムの頂点（ピーク）の特定によってリップル抵抗値Ｒｉを用いる場合、記憶部１７のメモリ容量の節約のため、頂点（ピーク）の値は、ヒストグラムの区間の中央の値となる。このため、区間の取り方が粗い場合、得られるリップル抵抗値Ｒｉの精度は、低下することが考えられる。この精度の低下を防止するため、上述した算出部１５２は、記憶部１７のメモリ容量の制約がある場合、各度数（頻度）のインクリメント時に各区間に当たるリップル抵抗値Ｒｉの積算値を保持し、下記の式（２），（３）を用いて算出する。これにより、算出部１５２は、リップル抵抗値Ｒｉの精度を向上した値を算出することができる。
リップル抵抗値Ｒｉの積算値＝リップル抵抗値Ｒｉの積算値
＋区間中の最新のリップル抵抗値Ｒｉ ・・・（２）
リップル抵抗値Ｒｉ＝リップル抵抗値Ｒｉの積算値／度数（頻度） ・・・（３）

【0055】

なお、記憶部１７のメモリ容量に制約がない場合、算出部１５２の算出によって得られたヒストグラムの度数（頻度）毎に値を保存し平均してもよい。これにより、リップル抵抗値Ｒｉの精度を向上した値を算出することができる。もちろん、ヒストグラムの頂点（ピーク）を用いて区間の取り方を細かくすることによって、リップル抵抗値Ｒｉの精度を向上することができる。この場合、度数分布表中の度数の数が少なくなるため、頂点（ピーク）の度数（頻度）の数が十分貯まるまで算出（計算）すればよい。

【0056】

そして、特定部１５３は、車両１の種別と、上述したヒストグラムで特定したリップル抵抗値Ｒｉと、特定した動作した負荷６の抵抗値と、に基づいて、式（４）または式（５）を用いて、ハーネス抵抗値を特定する。具体的には、特定部１５３は、車両１の種別がＩＣＥの場合において、負荷６がスタータモータ５のとき、以下の式（４）によってハーネス抵抗値を算出する。
ハーネス抵抗値＝負荷動作時のリップル抵抗値Ｒｉ－スタータモータ５始動時の抵抗値
・・・（４）

【0057】

また、特定部１５３は、車両１の種別がＨＥＶの場合において、負荷６が放電回路１０のとき、以下の式（５）によってハーネス抵抗値を算出する。
ハーネス抵抗値＝負荷動作時のリップル抵抗値Ｒｉ－放電回路１０によるパルス放電時
の内部抵抗＋既知のハーネス抵抗値
・・・（５）

【0058】

ここで、負荷６の内部抵抗の種類としては、スタータモータ５の始動時内部抵抗、放電回路１０によるパルス放電時の内部抵抗、放電回路１０によるパルス放電時のハーネス抵抗、負荷６の動作時におけるリップル抵抗値Ｒｉが挙げられる。もちろん、特定部１５３は、これ以外にも、内部抵抗値の特定に、電流値、電圧値、イグニッションスイッチ８のオンオフ情報、温度センサ１３が検出する温度、バッテリ２のＳＯＣ（State of Charge）および温度依存係数等を用いて特定してもよい。具体的には、リップル抵抗値Ｒｉは、負荷６動作中のハーネス温度、バッテリ２の温度、バッテリ２のＳＯＣ、負荷６の動作状態によって細かく変動する。このため、特定部１５３は、ヒストグラムの頂点を抽出することによって、正確なリップル抵抗値Ｒｉを特定することができる。

【0059】

なお、特定部１５３は、ハーネス抵抗値に対して、温度に応じた補正値を乗じることによって、リップル抵抗値Ｒｉの計算期間中の温度変動を考慮し、温度変化を加味したハーネス抵抗値を算出してもよい。

【0060】

また、図６および図７では、特定部１５３がヒストグラムの頂点を抽出することによって、正確なリップル抵抗値Ｒｉを特定していたが、これに限定されることなく、種々の方法を用いてリップル抵抗値Ｒｉを特定することができる。例えば、特定部１５３は、ばらつきのあるリップル抵抗値Ｒｉの平均値を算出することによってリップル抵抗値Ｒｉを特定し、このリップル抵抗値Ｒｉに基づいて、複数の負荷６のうち動作した負荷６を特定することによってハーネス抵抗値を特定してもよい。具体的には、特定部１５３は、予め記憶部１７に記録された車両設計情報から想定される電圧値および電流値の領域内でのリップル抵抗値Ｒｉの平均値を算出し、この算出した平均値のリップル抵抗値Ｒｉに基づいて、複数の負荷６のうち動作した負荷６を特定することによってハーネス抵抗値を特定してもよい。もちろん、特定部１５３は、ヒストグラムの頂点と、予め記憶部１７に記録された車両設計情報から想定される電圧値および電流値の領域内でのリップル抵抗値Ｒｉの平均値と、を組み合わせて複数の負荷６のうち動作した負荷６を特定することによってハーネス抵抗値を特定してもよい。

【0061】

図２に戻り、ステップＳ４以降の説明を続ける。
推定部１５４は、リップル抵抗値Ｒｉからハーネス抵抗値を減算することによって算出したバッテリ２の内部抵抗をバッテリ２の状態として推定する（ステップＳ４）。具体的には、推定部１５４は、算出部１５２が算出したリップル抵抗値Ｒｉと、特定部１５３が特定したハーネス抵抗値と、に基づいて、バッテリ２の内部抵抗値を算出する。例えば、推定部１５４は、以下の式（６）によってバッテリ２の内部抵抗値を算出し、この算出した内部抵抗値をバッテリ２の状態として推定する。
バッテリ２の抵抗値＝負荷動作時のリップル抵抗値Ｒｉ－ハーネス抵抗値・・・（６）

【0062】

このように、推定部１５４は、複数の負荷６それぞれの動作時に生じるハーネス抵抗値の変動を加味することによって正確なバッテリ２の内部抵抗値を算出することができるので、正確なバッテリ２の抵抗値を推定することができる。なお、推定部１５４は、バッテリ２の内部抵抗値に対して、温度センサ１３から入力されるバッテリ２の周囲の温度またはバッテリ２の電解液の温度、および、電圧センサ１１から入力される電圧値と電流センサ１２から入力される電流値とによって推定されるバッテリ２のＳＯＣの少なくとも一方に基づく依存性を反映した補正値を乗じることによってバッテリ２の内部抵抗値を補正してもよい。これにより、バッテリ２の温度変動とバッテリ２のＳＯＣ変動を加味したバッテリ２の内部抵抗値を算出することができる。ステップＳ４の後、状態検知センサ９は、本処理を終了する。

【0063】

ここで、３種類の負荷６、例えば負荷Ａ、負荷Ｂおよび負荷Ｃそれぞれが動いているときの場合について説明する。この場合、負荷Ａ、負荷Ｂおよび負荷Ｃそれぞれとバッテリ２とを電気的に接続するハーネスの電流経路の長さは、各電流経路の太さを同じとし、接続抵抗を０とした場合、電流経路Ａ＜電流経路Ｂ＜電流経路Ｃとなる。さらに、電圧の測定点は、ＧＮＤと負荷Ｃの電流経路Ｃよりも長い（ＧＮＤよりも遠い）ところの位置の２点を状態検知センサ９によって測定した場合、リップル抵抗値Ｒｉの算出によって得られるハーネス抵抗値は、ハーネス抵抗値Ｒａ＜ハーネス抵抗値Ｒｂ＜ハーネス抵抗値Ｒｃとなる。このとき、負荷Ｃと負荷Ｂとの間のハーネス抵抗値は、式（７）によって算出することができる。
負荷Ｃと負荷Ｂとの間のハーネス抵抗値＝ハーネス抵抗値Ｒｃ－ハーネス抵抗値Ｒｂ
・・・（７）
また、負荷Ｂと負荷Ａとの間のハーネス抵抗値は、式（８）によって算出することができる。
負荷Ｂと負荷Ａとの間のハーネス抵抗値＝ハーネス抵抗値Ｒｂ－ハーネス抵抗値Ｒａ
・・・（８）

【0064】

さらに、特定部１５３は、負荷Ａ、負荷Ｂおよび負荷Ｃそれぞれを特定するため、記憶部１７が記憶する車両１の事前情報、例えば各負荷６の設計情報が必要となり、上記ハーネス抵抗値Ｒａ、ハーネス抵抗値Ｒｂおよびハーネス抵抗値Ｒｃを算出することができたとしても、複数の負荷６のうち、どの負荷６であるか特定することが難しい。

【0065】

しかしながら、バッテリ２の内部抵抗値の推定するための用途では、現在の算出されているリップル抵抗値Ｒｉから、負荷６に応じた内部抵抗値を減算することができればよい。即ち、特定部１５３が複数の負荷６の中から動作している負荷６を特定することができればよく、例えば負荷Ｂが動作していることを特定することができた場合、推定部１５４は、リップル抵抗値Ｒｉからハーネス抵抗値Ｒｂを減算することでバッテリ２の内部抵抗値を推定することができる。

【0066】

なお、バッテリ２の内部抵抗は、バッテリ２の状態、例えばＳＯＣ、温度および劣化度等に大きく変化する。しかしながら、負荷６間およびバッテリ２端子までを接続するハーネスの抵抗値は、温度依存性を有するが、あまり変化しない。このため、推定部１５４は、予め測定して記憶部１７に格納し、このハーネスの温度依存生を用いて補正することで、正確なハーネス抵抗値を算出することができる。

【0067】

以上説明した一実施の形態によれば、推定部１５４が算出部１５２によって算出されたリップル抵抗値から特定部１５３によって特定された動作した負荷６のハーネス抵抗値を減算したバッテリ２の内部抵抗値をバッテリ２の状態と推定するため、バッテリ２の正確な抵抗を測定することができる。

【0068】

また、一実施の形態によれば、特定部１５３がリップル電圧値、リップル電流値およびリップル抵抗値に基づいて、複数の負荷６の中から動作した負荷６を特定し、この動作した負荷６の内部抵抗を用いてハーネス抵抗値を特定するため、動作した負荷６の正確なハーネス抵抗値を用いることなく、バッテリ２の状態を正確な抵抗を検出することができる。

【0069】

また、一実施の形態によれば、特定部１５３が記憶部１７に格納されたリップル電圧値、リップル電流値およびリップル抵抗値に基づくヒストグラムを用いて、複数の負荷６の中から動作した負荷６を特定するため、動作した負荷６を正確に特定することができる。

【0070】

（その他の実施の形態）
一実施の形態に係る状態検知システムでは、上記してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段または制御回路に読み替えることができる。

【0071】

また、一実施の形態に係る状態検知システムに実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

【0072】

なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本実施の形態を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

【0073】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【0074】

以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

【符号の説明】

【0075】

１ 車両
２ バッテリ
３ オルタネータ
４ エンジン
５ スタータモータ
６ 負荷
７ ＥＣＵ
８ イグニッションスイッチ
９ 状態検知センサ
１０ 放電回路
１１ 電圧センサ
１２ 電流センサ
１３ 温度センサ
１４ 状態検知装置
１５ 制御部
１６ 通信インターフェース
１７ 記憶部
１５１ 取得部
１５２ 算出部
１５３ 特定部
１５４ 推定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】